Los dinosaurios eran criaturas poderosas que dominaban la tierra, el mar y el aire. Los enormes cuerpos de los herbívoros les permitían alcanzar la copa de altos árboles y los carnívoros necesitaban montañas de carne para alimentarse. Y sin embargo, se cree que algunos de ellos fueron los ancestros de los «pequeños pájaros de hoy… ¿Cómo es posible?
Hace más de una década, en los primeros pasos del siglo XXI, un grupo de investigadores de las universidades de Yale y Rockefeller de Nueva York andaba ya planteándose si sería posible recrear una proteína de dinosaurio a partir de las copias genéticas que producen esa proteína en las especies actuales.
La idea era utilizar una suerte de máquina del tiempo molecular que fuese capaz de dar marcha atrás al avance de la evolución hasta el momento en el que vivió el ancestro común más cercano entre los dinosaurios y los seres vivos actuales. Y la proteína escogida era un pigmento visual clave para la visión en colores. La cuestión no era baladí. Si lo lograban podían abrir la puerta a nuevas interpretaciones sobre la biología y la forma de vida de los gigantescos animales que dominaron la Tierra durante millones de años.
Los investigadores, a las órdenes de Thomas Sakmar, de la Rockefeller University, tomaron la secuencia genética responsable de la producción de ese pigmento en 30 especies de vertebrados actuales, desde lampreas y anguilas hasta cocodrilos, lagartos o mamíferos como el ser humano. Y pusieron a funcionar toda la maquinaria genética y estadística a su alcance para reconstruir cómo era ese pigmento visual en el ancestro de los arcosaurios que dio lugar a los cocodrilos y aves actuales. Y, en 2002, lo consiguieron.
Lograron fabricar el gen artificial de ese dinosaurio y confirmar así que estos animales veían en color. El trabajo dio lugar a multitud de trabajos reinterpretando su biología reproductiva e incluso las representaciones artísticas que se hacían de estos animales. Los plumajes coloridos ya pudieron estar favorecidos adaptativamente hace más de 100 millones de años, en la era de los dinosaurios.
Aquel trabajo, que hace despertar todo tipo de ideas futuristas presentes en la ciencia ficción sobre la resurrección de los dinosaurios, se realizó con una sola secuencia genética y en tiempos en los que la industria genómica estaba aún en su infancia. ¿Qué datos biológicos se podrían obtener si se dispusiera de todas las secuencias de todas las especies de animales que descendieron de los dinosaurios? Haría falta un enorme músculo financiero, científico y tecnológico para lograr un objetivo semejante. Y durante años nadie ha emprendido esa tarea.
Pero exactamente eso es lo que acaba de lograr un consorcio internacional -‘Avian Phylogenomics Consortium’- de más de 200 investigadores y participación de 80 instituciones de todo el mundo dirigido desde el National Genebank BGI de China, el mayor centro de análisis genómico del mundo en la actualidad, por encima de los potentes centros de EEUU y Reino Unido.
Muestras de aves en el Museo de Historia Natural de Washington. C. SCHAFFER
El proyecto ha secuenciado y analizado 48 genomas de aves que representan, con al menos una especie, todos los grupos de aves que existen en la actualidad. Y 45 de ellos se presentan por primera vez en este estudio publicado en la revista ‘Science’ junto con otros siete estudios más en la misma revista y 21 en otras de menor impacto.
Las secuencias completas de ADN de todas las aves modernas ayudan a contar la historia de cómo consiguieron, junto con algunos reptiles, burlar la extinción masiva que acabó con los dinosaurios hace 66 millones de años. Y también sobre cómo evolucionaron y se diversificaron rápidamente en un ‘Big Bang’ biológico tras la gran extinción.
Existen tres tipos de aves. En primer lugar, las grandes aves que no vuelan como las avestruces o los emus de Oceanía. Después hubo una separación que dio lugar a otros dos grupos más el de los pollos y patos, por un lado, y el de las neoaves, que representan el 95% de todas las especies de aves. Este dibujo general ya se conocía desde hace décadas, pero hasta ahora ha habido debates abiertos sobre cómo evolucionaron. Para empezar, el trabajo recién presentado define el árbol evolutivo de las aves de una forma definitiva.
Pero un trabajo de tal magnitud responde otras muchas cuestiones científicas. “Queríamos saber qué hace que un ave sea un ave. Las bases genéticas del vuelo, las plumas, la visión o la selección sexual”, aseguró Thomas Gilbert, investigador del Museo de Historia Natural de Copenhague y uno de los autores principales. “Con todos estos nuevos datos esperamos poder empezar a responder incluso preguntas más interesantes como si somos capaces de inferir características de los dinosaurios?”, dijo Gilbert en una conferencia telefónica con periodistas.
Además, los científicos han analizado aspectos clave sobre las características de las aves como el aprendizaje del lenguaje, algo que sólo comparten con el ser humano por convergencia adaptativa. Para ello, estudiaron los genes que activan ciertas regiones cerebrales y vieron que los loros y ciertas aves cantoras los poseen, igual que el ser humano, y otras aves no cuentan con ellas activas. Y después, realizaron estudios sobre cortes cerebrales de diferentes especies para saber si las regiones activas relacionadas con el lenguaje son las mismas. “No hemos encontrado esas áreas en los cerebros de pollos o codornices ni tampoco en primates no humanos o en gatos. Sí tienen las áreas compartidas por todas las especies que están relacionadas con el cruzamiento, es decir, con la vocalización, pero no esas regiones del cerebro frontal que poseen los cambios convergentes en los genes de pájaros cantores y humanos”, explicó Erich Jarvis, otro de los científicos principales del proyecto y profesor de la Universidad de Duke y del Howard Huges Medical Institute.
Aligátor americano en Louisiana.
“Estas especies tienen tamaños genómicos muy pequeños. Una razón es que tienen muy bajas frecuencias de ADN repetitivo y la otra es que han sufrido pérdidas masivas de genes a lo largo de la evolución”, aseguró en la teleconferencia Guoije Zhang, del BGI de Pekín y primer firmante del trabajo principal del consorcio.
“Los pájaros son dinosaurios”, dijo Ed Braun, de la Universidad de Florida y autor principal de la secuenciación de tres especies de cocodrilos. “Son el único linaje de los dinosaurios que logró esquivar la extinción en masa al final de la llamada edad de los Dinosaurios. Sus parientes vivos más cercanos son de hecho los cocodrilos, unos organismos muy diferentes que hunden sus raíces bastante profundo en el árbol de la vida”.
El análisis comparativo entre todas las especies de aves y los cocodrilos pone de manifiesto distintos aspectos como las bases genéticas de la capacidad de vuelo. “No se puede hablar de los genes del vuelo, sino de genes que facilitan el vuelo, que aumentan la masa muscular o que aligeran los huesos”, Toni Gabaldón, participante en el proyecto, jefe del grupo de Genómica Comparativa del Centro de Regulación Genética (CRG) de Barcelona y profesor de investigación ICREA.
Pero han dado un paso más hacia el conocimiento del genoma de los dinosaurios. “Hemos reconstruido qué genes tenían y qué orden genómico tendría, sin entrar en la secuencia”, Gabaldón. Pero ahora se va a poder hacer lo mismo que lo que hicieron hace más de 10 años con el pigmento visual, pero con muchas más familias de genes.
“Se abre la puerta a ahcer este tipo de estudios sobre aspectos clave de la biología de los dinosaurios, como la termorregulación, si regulaban su temperatura corporal gracias al calor del sol, como los lagartos, o si termorregulaban como los mamíferos, como el ser humano”, sentencia Gabaldón.
No hay comentarios:
Publicar un comentario