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.
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.
"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 hacer 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.
