Nuevo diseño por modificación de las expresiones de genes

Probablemente la clave del gran salto a la bilateralidad esté en la aparición de nuevos genes hox. La hidra, animalito de simetría radial, posee tres de estos genes, dos correspondientes al extremo proximal de la serie existente en los bilaterales, el tercero correspondiente a su extremo caudal. En este cnidario de agua dulce esos genes no están ordenados sino dispersos en el genoma, aunque es posible que se hayan originado juntos (Sampedro, 2007, p.129). El gran salto, en apariencia, coincidió con una importante expansión de los genes hox, en particular los correspondientes a la parte media de la secuencia (como vimos, virtualmente ausentes en la hidra). Algunos suponen que las funciones de los genes medios que surgieron de esa expansión (lo habrían hecho por duplicación) no fueron adquiridas de forma gradual. Las diferencias funcionales ya habrían estado allí desde el mismo momento de la duplicación (p.133).

El origen instantáneo y discontinuo (saltatorio) de los animales bilaterales responde con claridad a un modo estructuralista de evolución. Dice el español Javier Sampedro:

El Gran paso entre los tres genes Hox de la hidra y la fila Hox de Urbilateria no es solo la consecuencia de la selección darwiniana: en cierto modo es más bien su causa, por cuanto esa rebelión genómica inventó una estrategia de diseño multicelular tan sólida y abstracta, en los fundamentos, que podía permitirse el lujo de ser versátil y detallista en la superficie. (p.136)

Nuevo diseño por modificación de las expresiones de genes

Aparentemente, las aletas de los peces y las patas de los tetrápodos se desarrollan a partir de los mismos genes hoxd 11, 12 y 13. Hasta acá, nada raro; las aletas pares y los miembros tetrápodos son homólogos, eso ya se sabe desde los tiempos de Owen. Lo que se ignoraba hasta hace poco es que las diferencias entre esos apéndices locomotores obedecerían a diferencias en la expresión de aquellos genes hox (Arthur, 2011, pp.174-175). De manera sucinta (ya que el proceso es muy complejo), en los peces esos genes se activan en la parte posterior de la aleta en desarrollo, pero en los tetrápodos la activación se produce en las partes posterior y frontal del extremo distal del brote del miembro. Esto lo vieron por primera vez Paolo Sordino y sus colaboradores

gradación evolutiva entre ambos planes corporales. Además –una segunda nota aclaratoria–, no es seguro que los actuales radiados (los cnidarios y ctenóforos) representen la condición plesiomórfica o primitiva para los metazoos; algunos evolucionistas están convencidos de que los actuales radiados evolucionaron de animales bilaterales (Martindale y otros, 2002).

de la Universidad de Génova en el año 95 (Schwartz, 1999, p.339). Al parecer, el hoxd 13 es el último en expresarse durante el desarrollo del miembro tetrápodo. Ese gen codifica una secuencia repetida del aminoácido alanina, el cual estaría involucrado en el desarrollo de los dedos (alanina en su justa medida equivale a cinco dedos). Se piensa incluso que la polidactilia40 ocurre cuando hay un exceso en la producción de ese aminoácido. En este último caso, la alanina inactivaría a los otros hoxd por un mayor tiempo, dando por resultado un mayor número de dedos (p.342). Lo contrario también parece ser cierto: más corta la secuencia de alanina repetida, menor el número de dígitos y de huesos por dígito. Es probable, entonces, que en los primeros tetrápodos, los cuales, de modo sorprendente, poseían hasta ocho dígitos en el miembro delantero y siete en el trasero (por ejemplo en Acanthostega, un tetrápodo primitivo que vivió hace más de 350 millones de años), los genes hoxd hayan producido altos niveles de alanina (p.344). ¿Por qué el número de dedos de los tetrápodos es cinco y no otro? (aunque en el caso de la pata delantera de los anfibios modernos ese número pudo haber sido originalmente 4). ¿Es cinco el número óptimo de dedos para un tetrápodo? Steve Gould piensa que no. Para el héroe máximo de nuestro ámbito 2 se trataría de un ejemplo más de contingencia histórica: el número de dedos se estabilizó finalmente en cinco, pero pudo haberlo hecho en seis… o en cuatro (1994, pp.59-73). Lo mismo podría decirse del número cuatro de miembros o del número siete de vértebras del cuello en los mamíferos, otros casos clásicos de constricción del desarrollo (Arthur, 2011, p.202); en suma: puro estructuralismo.

Sigamos con los dedos. Dijimos que el número básico es cinco, pero que en la historia evolutiva ha ocurrido muchas veces una reducción de esa cantidad. En estos casos, no siempre es fácil establecer cuáles son los dedos que han quedado. Algunas veces es posible ver cómo algunos de los dedos originales van desapareciendo, ya sea en el desarrollo embrionario o en el registro paleontológico. En esos casos, no hay mayores dudas. Pero otras veces la cosa no es tan sencilla, sobre todo cuando la evidencia embriológica no es consistente con la paleontológica. Por ejemplo, se ignoraba hasta hace poco si el primer dedo funcional del ala de las aves correspondía al dedo i o al ii (el dedo i es siempre el interno, en el caso humano, el pulgar). La duda puede parecer trivial pero, créannos, no lo es. Los paleontólogos que defendían la naturaleza dinosauriana de las aves (una enorme mayoría) afirmaban que era el i sobre la base de datos paleontológicos, sobre todo de la comparación con otros dinosaurios terópodos. En cambio, los embriólogos afirmaban que se trataba del ii, a partir de su propia línea de evidencia. El punto es que los (poquísimos) paleontólogos que se oponían a la hipótesis

40 Trastorno genético que causa el desarrollo de dedos de más.