Un estudio desvela cómo la biología animal reutiliza genes para crear nuevas funciones evolutivas
Un estudio del CSIC muestra que durante la evolución tanto los genes únicos como las redes genéticas de un órgano se pueden reutilizar en otro con una función diferente. El trabajo, publicado en Nature Communications, destaca la existencia de mecanismos, aparentemente afuncionales, que podrían servir como base genética de innovaciones evolutivas.
Fuente: Comunicación CSIC Andalucía y Extremadura
En la naturaleza, la reutilización de genes es una potente fuerza evolutiva: genes que originariamente tenían una función en un órgano se reclutan para cumplir una función nueva en otro órgano. Este proceso, conocido como cooptación, no solo ocurre con genes únicos, sino que también sucede con redes genéticas involucradas en procesos de desarrollo. Ahora, un equipo del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (CABD, CSIC-JA-UPO) liderado por James Hombría ha observado la reutilización de redes genéticas que forman el órgano respiratorio externo (espiráculo) de la larva de la mosca de la fruta en el testículo del adulto de esta mosca, donde se requiere para liberar los espermatozoides.

Durante la evolución tanto los genes únicos como las redes genéticas de un órgano se pueden reutilizar en otro con una función diferente.
Además, los investigadores han demostrado que este reclutamiento génico entre dos órganos hace que ambos queden evolutivamente ligados. La investigadora del CABD y coautora del estudio Sol Sotillos explica que “la cooptación génica afecta a la evolución futura, ya que cualquier cambio mutacional en la red reclutada puede afectar a ambos órganos con distintas consecuencias. Por un lado, esto puede provocar que la evolución de la red génica se ralentice, debido a que cualquier cambio se eliminará si causa defectos en alguno de los órganos ligados. Por otro lado, un cambio que sea favorable en uno de los dos órganos se reflejará en el otro, aunque en este no tenga ninguna función.
“Esto podría explicar la existencia en el reino animal de muchas formas o coloraciones caprichosas que parecen funcionalmente inútiles en un órgano porque desconocemos su utilidad en otro órgano ligado”, añade Sotillos.
Nuevas vías de investigación futura
Según los investigadores, este estudio abre la puerta a entender cómo se forman nuevos órganos a nivel evolutivo. Estudios anteriores sugerían que las novedades evolutivas cooptadas provenían de la modificación de estructuras que previamente ejecutaban otra función. Sin embargo, esta investigación muestra que la cooptación puede dar lugar a la presencia de sofisticadas redes génicas sin ninguna utilidad que,
sin embargo, podrían adquirir una función en el futuro.
Esto desvela que en la biología de los organismos existen mecanismos preadaptativos que ahora no tienen una función concreta, pero tienen el potencial de servir de andamiaje genético para futuras funciones que la evolución aún no ha explorado.
El CABD se fundó en el año 2003 como el primer instituto español especializado en el estudio de la Biología del Desarrollo. Se trata de un centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la Junta de Andalucía y la Universidad Pablo de Olavide (UPO) de Sevilla. Actualmente, este instituto cuenta con grupos de investigadores jóvenes centrados en el desarrollo embrionario con modelos de ratón, modelos de pez, Xenopus, Drosophila, Caenorhabditis, organoides y sistemas computacionales. Otros grupos estudian procesos generales como el control del ciclo celular en levaduras, regulación génica en bacterias y estrés oxidativo.
Referencia:
Molina-Gil S., Sotillos S., Espinosa Vázquez J.M., Almudí I. and Hombría C-G J. ‘Interlocking of co-opted developmental gene networks in Drosophila and the evolution of pre-adaptive novelty’. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-023-41414-3
Últimas publicaciones
La presentación de este hito ha tenido lugar en el marco de la jornada 'Talento, tecnología e industria para la Andalucía del futuro', una iniciativa promovida por el equipo ARUS Andalucía Racing Team con el objetivo de reforzar la conexión entre el desarrollo tecnológico universitario y el tejido industrial andaluz. El desarrollo realizado por la Universidad de Sevilla ha constituido un avance relevante en el contexto nacional, posicionando al equipo como el primero en España en incorporar este vector energético en este ámbito de competición universitaria.
Sigue leyendoInvestigadores del Departamento de Botánica y Fisiología Vegetal de la Universidad de Málaga han publicado un estudio en una revista científica en el que inciden en la importancia de corregir los desequilibrios en la distribución de los beneficios de los árboles urbanos entre los diferentes grupos demográficos y socioeconómicos para avanzar en los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS).
La mezcla de pigmentos hallada en una domus de Cartagena, analizada en los laboratorios del departamento de Prehistoria, Arqueología, Historia Antigua, Historia Medieval y Ciencias y Técnicas Historiográficas de la Universidad de Murcia y del departamento de Química Orgánica del Instituto Químico para la Energía y Medio Ambiente (IQUEMA) de la Universidad de Córdoba, arroja luz sobre el elevado grado de conocimiento técnico de los artesanos del siglo I.
