Un equipo de investigadores del Instituto Nagahama de Bio-Ciencia y Tecnología ha determinado que los ojos de los humanos y de los calamares han evolucionado a través de ajustes en los mismos genes, a pesar de que los linajes entre ambas especies son completamente diferentes.
Según se explica en el trabajo, publicado en la revista ‘Nature’, como todos los órganos, el ojo es el producto del trabajo conjunto de muchos genes. La mayoría de ellos proporciona información sobre cómo se forma cada parte. Por ejemplo, un gen proporciona la información necesaria para construir un pigmento sensible a la luz, y otro guarda las instrucciones para fabricar una lente.
La mayoría de los genes que intervienen en la formación de un ojo son leídos como partes de una lista, en la que cada uno se ocupa de una tarea. Pero algunos genes orquestan la misma construcción del ojo, controlando el proceso y señalando cuándo las partes deben ser construidas y ensambladas. Se les denomina «genes de control maestro».
El más importante de estos genes se llama Pax6. Su ancestro probablemente orquestó la formación de un ojo muy simple, posiblemente una colección simple de células sensibles a la luz que trabajaban juntas para informar a un organismo primitivo de cuando oscurecía.
Hoy en día, el legado de este gen primitivo vive en muchos organismos, desde los pájaros hasta las abejas, desde los mariscos hasta las ballenas, desde los calamares a los seres humanos. Esto significa que el gen Pax6 es anterior a la diversificación evolutiva de estos linajes, que tuvo lugar durante el Cámbrico, hace unos 500 millones de años.
Los autores de la investigación han explicado que el gen Pax6 dirige ahora la formación de una increíble diversidad de tipos de ojo. Desde el simple hasta el ojo compuesto de los insectos, que utiliza muchos grupos de células sensibles a la luz para dibujar una imagen completa. Es también responsable del tipo de ojo que comparten los vertebrados: el ojo de una cámara con estructura cerrada, con un iris y un alente, el líquido interior y una retina sensible a las imágenes.
ACTIVIDADES CADA VEZ MÁS COMPLEJAS
Las actividades controladas por el gen Pax6 fueron haciéndose cada vez más complejas, de forma que logró orquestar ojos cada vez más complicados. La evolución aumentó el número de instrucciones que podía procesar, a partir de un único gen Pax6.
Como todos los genes, el Pax6 es una instrucción escrita en el código del ADN. Para que consiga funcionar, el ADN necesita ser leído y copiado en un tipo distinto de código, el ARN. Este último es especialmente interesante, ya que permite ser editado.
Se trata de un tipo de edición llamado «empalme», que elimina una pieza en medio del código, y ensambla las dos terminaciones. La maravilla de este método consiste en que permite su utilización para producir dos tipos distintos de instrucciones en la misma pieza de código ARN. El ARN producido desde el gen Pax6 puede ser empalmado de una sola forma. En consecuencia, pueden generarse dos clases de instrucciones desde el mismo ARN del Pax6.
En este nuevo estudio, el equipo de expertos halló que el empalme del ARN producido por el Pax6 podía ser utilizado para crear un ojo basado en una cámara, en un linaje sorprendente. El proceso tiene lugar en el linaje que incluye a los calamares, las sepias y lo pulpos: los cefalópodos.
Los cefalópodos tienen un ojo que funciona como una cámara, con las mismas características que el ojo de los vertebrados. Más importante, el ojo de los cefalópodos surgió de forma totalmente independiente del nuestro. El último antecesor común de ambos existió hace más de 500 millones de años. El último ancestro común de los cefalópodos y vertebrados existió hace más de 500 millones de años.
El empalme de ARN protagonizado por el gen Pax6 en los cefalópodos es una maravillosa demostración de cómo las «modas» de la evolución pueden encontrar soluciones equivalentes a través de caminos diferentes. Utilizando estructuras análogas, la evolución puede proporcionar notables innovaciones.
ep
