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Ciencia

Responden a una de las preguntas más importantes planteadas por Charles Darwin

Una investigación ha analizado por qué y cómo surge una nueva especie, investigando los genes de casi 500 peces cíclidos de Nicaragua

En su «Origen de las especies», Charles Darwin se planteaba algunas preguntas que pueden parecer triviales pero que no lo son en absoluto: ¿Qué es una especie? ¿Cómo y por qué surge una nueva especie? En general, se entiende que una especie es una población de organismos que tiene descendencia común. Dicha población se distingue de otras especies en al menos una adaptación, un rasgo heredable que aumenta la descendencia o la supervivencia de dichos organismos, y que se fija en la población por selección natural. Por tanto, para que aparezca una nueva especie es fundamental que aparezcan ciertas diferencias en los genes de los animales.

Sin embargo, la realidad no siempre encaja con la definición «clásica» de especie. Por

ejemplo, a veces hay organismos de distintas especies que pueden tener descendencia fértil. Y no está claro cuánto tardan en aparecer los cambios que definen una nueva especie o por medio de qué mecanismos ocurre esto. Se suele considerar que éste es un proceso lento, pero hay ejemplos que contradicen estas idea.

Esta semana, un estudio publicado en la prestigiosa revista «Nature», y realizado por el equipo del biólogo evolutivo Axel Meyer, investigador de la Universidad de Constanza (Alemania), ha analizado casi 500 genomas (conjuntos de genes) de cíclidos de Nicaragua, peces que viven en pequeños lagos de cráteres volcánicos, y ha dado algunas respuestas a estas difíciles preguntas. En resumen, su trabajo ha concluido que la aparición de una nueva especie puede producirse en tan solo unos cientos o miles de generaciones, y que el proceso se acelera cuando contribuyen multitud de genes de muchas zonas del genoma.

«Creo que lo más importante de este estudio es el hallazgo de que las adaptaciones que llevan a la especiación tienen un origen poligénico, es decir, que son causadas por muchos genes que tienen un efecto pequeño, pero que juntas tienen una gran influencia en el fenotipo —los rasgos codificados por los genes—», ha explicado Meyer a ABC. Esto contradice la teoría más clásica de que la mayoría de las diferencias entre especies dependen solo de un pequeño puñado de genes y que son más lentas.

El equipo de Meyer lleva años trabajando con cíclidos de pequeños lagos de cráteres en Nicaragua, que son muy interesantes para estudiar la evolución. Varias de estas especies se han formado hace unos pocos cientos de años o quizás miles de años, y descienden de una misma especie ancestral de los grandes lagos Managua y Nicaragua. A diferencia de sus «antepasados», estas jóvenes especies viven en pequeños lagos separados de los grandes.

Además, las especies de un mismo lago conviven, tienen distintos rasgos morfológicos y tienen la posibilidad de reproducirse entre sí, pero no lo hacen. Por eso, este sería un ejemplo de especiación simpátrica, en la que la diferenciación entre dos grupos de animales, hasta originar a una especie ocurre porque dejan de tener descendencia común. Este proceso es el opuesto a la especiación alopátrica, en la que son las barreras naturales, como islas o montañas, las que «de repente» separan a dos poblaciones distintas y facilitan la aparición de dos especies.

Un laboratorio para la evolución

«Estos cíclidos de Nicaragua son uno de los pocos casos conocidos de especiación sin barreras geográficas, es de decir, de especiación simpátrica», ha explicado Meyer. «De hecho, en los cráteres de los lagos Xiloá y Apoyo hay cuatro y seis especies, respectivamente, surgidas por especiación simpátrica dentro de estos pequeños lagos». Y en total hay siete pequeños lagos.

«Hay muy pocos sistemas en el mundo, como las Islas Galápagos o estos lagos de cráteres de Nicaragua, que sean un experimento natural para la investigación de la evolución», ha continuado el investigador.

Queda claro que estos pequeños lagos son un buen lugar donde investigar la evolución, pero ahora la pregunta es: ¿Por qué y cómo aparecieron estas nuevas especies? ¿Por qué no hay dos únicas especies en los pequeños lagos, en vez de un puñado de ellas?

Animales muy similares y distintos

Las observaciones muestran que hay animales con formas muy distintas que no se reproducen entre sí, como peces con labios muy pronunciados y otros que no los tienen; peces dorados y otros blancos y negros, cuyos rasgos solo dependen de la reorganización de una o dos regiones de los genes, que se heredan en bloque. También hay peces más similares, con dientes robustos o delicados, o con una forma del cuerpo u otra, que tampoco se reproducen entre sí, y cuyos rasgos dependen de cambios en muchos genes en muchas zonas de sus genomas.

La sorpresa vino al estudiar el ADN de 500 de estos peces. Resulta que los animales más similares morfológicamente son los que más diferencias genéticas tienen, mientras que los que tienen labios grandes o pequeños, o color dorado o blanco y negro, son, en realidad, la misma especie.

Esto significa que son los cambios en muchos genes, en muchas zonas del genoma, los que llevan a la formación de una nueva especie. Y, a la vista de la historia de estas especies de los pequeños lagos, queda claro que eso puede ocurrir en tan solo cientos o miles de generaciones.

Una sorpresa de la evolución

«Esto no es lo que esperábamos», ha comentado Meyer. «Contradice la teoría según la cual regiones del genoma con mucho efecto en la apariencia, como las que generan los labios pronunciados o la coloración, deberían llevar a que el desarrollo de una especie fuera más rápido». Pero, tal como se observa: «Los peces con rasgos tan distintos no son especies diferentes, son manifestaciones de la diversidad —de una misma especie—», ha comentado.

«Aquí tenemos casos de evolución ultrarrápida», ha dicho Meyer. «La especiación puede ser sorprendentemente rápida y no necesariamente tan lenta como se pensaba antes. Por qué los cíclidos parecen ser más rápidos que otros organismos, es algo que todavía no se sabe».

A continuación, los investigadores tratarán de averiguar qué cambios genéticos causan los cambios en los labios y la coloración, y qué secuencias son responsables de «decirle» a los peces con quién reproducirse, dado el importante papel que tiene esta «decisión» en la especiación en estos lagos.

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