L’equilibri entre supervivència i evolució es resol tenint una còpia de més

T’imagines rastrejar els canvis genètics que s’han succeït durant 700 milions d’anys per entendre l’evolució dels animals? Això ha fet un grup de recerca liderat pel Centre de Regulació Genòmica (CRG) i amb la participació de l’Institut de Biologia Evolutiva (IBE: CSIC-UPF). L’estudi ha reunit dades de 8 teixits de 20 espècies d’animals amb simetria bilateral, és a dir, amb cap i cua o amb extremitats inferiors, com els humans, taurons, pops o centpeus.

“Quan s’analitza l’evolució animal, cal reunir tantes espècies com sigui possible per comparar-ne els gens i els canvis. Això permetrà detectar les subtils diferències que els van fer agafar camins separats o tenir trets diferencials”, afirma Xavier Franch, investigador principal a l’IBE i un dels autors. Així, han pogut rastrejar la història evolutiva de 7.000 grups de gens durant els 700 milions d’anys que ens separen de l’ancestre comú dels animals bilaterals.

La duplicació dels gens ancestrals permet innovar

L’equip investigador s’ha fixat en gens ancestrals que s’han conservat degut a la importància de les seves funcions. Gairebé la meitat d’aquests gens ancestrals han anat variant de manera aleatòria, creant noves funcions i teixits. Cosa que no podria haver succeït sense moments de duplicació del genoma, que han permès mantenir una còpia del gen amb la funció original.

Per exemple, els gens TESMIN i tomb provenen de gens ancestrals que són necessaris per a la supervivència perquè estan implicats en la producció d’esperma. Aquests gens ancestrals es van duplicar i, mentre que una de les còpies va poder mantenir la seva funció essencial, l’altra va mutar de manera diferent en vertebrats i insectes, exercint papers diferents a cada espècie.

“La nostra feina ens fa repensar els rols i funcions que exerceixen els gens. Ens mostra que gens que són crucials per a la supervivència i que s’han conservat durant milions d’anys també poden adquirir molt fàcilment noves funcions gràcies a la duplicació”

Manuel Irimia, CRG 

És per això que l’aparició de certs teixits dels vertebrats coincideix amb dos moments evolutius en què es va donar una duplicació completa del genoma dels nostres ancestres. L’estudi descriu diversos exemples de creació de noves funcions, com ara el desenvolupament de sistemes nerviosos complexos, de la cutícula que permet volar als insectes o del teixit que permet als pops camuflar-se.

Manuel Irimia, investigador del CRG i líder de l’estudi, parla de l’equilibri que es produeix durant l’evolució entre la preservació de funcions vitals i l’exploració de camins nous. “La nostra feina ens fa repensar els rols i funcions que exerceixen els gens. Ens mostra que gens que són crucials per a la supervivència i que s’han conservat durant milions d’anys també poden adquirir molt fàcilment noves funcions”, conclou el científic.