La visión humana representa uno de los grandes misterios en la evolución de nuestra especie, pues no se ha podido establecer una ruta clara sobre cómo pasó de ser un rudimentario sistema fotosensible a una compleja maquinaria fotográfica.
¿Nuestros ojos evolucionaron en un camino recto, o fue un proceso que implicó múltiples vías? Un reciente estudio publicado en PNAS sugiere que los componentes de la visión de los vertebrados no evolucionaron de manera gradual de generación en generación, sino que en realidad provienen de otras ramas del árbol de la vida. Este mecanismo es conocido por los biólogos evolutivos como «transferencia horizontal de genes«.
Este consiste en el movimiento de material genético entre diferentes tipos de organismos, como puede ocurrir a través del intercambio de genes entre virus o mediante la transferencia de ADN de bacterias «ladronas» de material genético.
«Al menos una innovación que condujo a la estructura actual de los ojos de los vertebrados no se produjo a partir de ‘retoques’ escalonados con genes que existen en otros animales, más bien provino de la introducción de ADN de bacterias mediante transferencia horizontal de genes», afirma Matt Daugherty, biólogo molecular de la Universidad de California.
Una molécula hace la diferencia
Una de las principales diferencias entre nuestros ojos y los de los invertebrados es la capacidad de mover moléculas llamadas retinoides entre células. La proteína interfotorreceptora de unión a retinoides (IRBP) es la responsable de este transporte, y según la nueva investigación, surgió de un gen bacteriano que apareció repentinamente en los ojos de los vertebrados hace más de 500 millones de años.
La IRBP no solo está ausente en los invertebrados, sino que tampoco se encuentra en ninguna otra célula compleja. El único registro que se tiene de una secuencia de genes similar a la que codifica para IRBP pertenece a bacterias.
Chinmay Kalluraya, estudiante graduado de biología molecular del Instituto Tecnológico de Massachusetts, y sus colegas analizaron más de 900 genomas. Así, pudieron identificar la aparición del gen en los linajes de vertebrados. Este hallazgo coincide con la aparición de ojos de vertebrados hace más de 500 millones de años.
Al parecer, el ancestro de todos los animales vertebrados adquirió el gen original de las bacterias y, a lo largo de muchas generaciones de selección natural, duplicó su código y moldeó su función para el transporte de retinoides.
De bacterias y virus
Aunque la proteína interfotorreceptora de unión a retinoides (IRBP) solo juega un pequeño papel en la visión de los vertebrados, el hecho de que nuevos componentes puedan desplazarse entre partes completamente diferentes del árbol de la vida presenta nuevas posibilidades para explicar muchos procesos biológicos complejos. Otro ejemplo de esto es la sincitina, una proteína necesaria para la formación de la placenta en mamíferos cuyo gen se originó en los retrovirus.
«A diferencia de la evolución de los genes existentes, o los llamados ‘retoques’, la adquisición de material genético extraño tiene el potencial de marcar la evolución eucariótica al proporcionar una novedad funcional inmediata«, explica el equipo en su artículo.
En resumen, el ADN de los microbios, incluidos los virus, ha dado forma a la evolución animal de formas extrañas y sorprendentes, como lo demuestra la aparición repentina de la IRBP en los ojos de los vertebrados. Esto plantea nuevas preguntas y posibilidades en el estudio de la evolución y la biología en general.