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Homologías moleculares

A lo largo de los últimos 150 años de investigación los biólogos han descubierto que las homologías entre especies de organismos vivos no solo se restringen a la anatomía o al desarrollo, sino que abarcan todos los niveles de la vida, desde las moléculas hasta el comportamiento. En el presente apartado nos centraremos únicamente en ofrecer algunas evidencias a nivel molecular que apoyan la idea de la existencia de un ancestro común vinculada al hecho evolutivo.

El desarrollo de la biología molecular ha proporcionado múltiples evidencias que indican de una forma muy clara que toda la vida en la Tierra tiene un origen común. Comenzando por su composición química, todos los organismos vivos terrestres están compuestos en su mayoría por moléculas compuestas por cuatro átomos: el carbono (C), el hidrógeno (H), el nitrógeno (N) y el oxígeno (O). De modo análogo, el medio interno disolvente en el que se producen las reacciones metabólicas en todos los organismos vivos de la Tierra es el agua. Por último, las principales biomoléculas que dan forma y función a los seres vivos son idénticas en todos ellos, siendo los azúcares (con función energética y estructural), los lípidos (con función energética y de reserva), las proteínas (con múltiples funciones) y los ácidos nucleicos (con función energética y genética).

Hay quien podría pensar por qué todos estos hechos son una prueba a favor de la ancestría común evolutiva. Pues bien, lo son en la medida en que la probabilidad de que todos los organismos vivos estuvieran basados en compuestos moleculares idénticos sería muy baja si hubieran surgido independientemente en cada uno de ellos. Por el contrario, si asumimos que este parecido molecular se debe a un parentesco biológico, es decir, al hecho de que se derivan de un ancestro común entre todos los seres vivientes, la probabilidad es muy elevada. En este sentido, el parecido molecular apunta claramente a la existencia de un ancestro común que dio lugar a todos los organismos vivos.

Si afinamos un poco más, hay otros fenómenos moleculares que también apoyan la existencia de un linaje continuo desde el ancestro común. Por ejemplo, las proteínas de todos los seres vivos están compuestas solamente de 20 aminoácidos de los cientos de aminoácidos que existen en la naturaleza. Pero más curiosamente aún, la mayoría de aminoácidos que forman parte de las proteínas de los seres vivos en la Tierra son levógiros, es decir, desvían el plano de la luz polarizada a la izquierda. En cambio, en la naturaleza existen aminoácidos levógiros o dextrógiros (que desvían el plano de luz polarizada a la derecha).

Salvando lo que se refiere a su interacción con la luz polarizada, el resto de propiedades físico-químicas de los aminoácidos levógiros y dextrógiros son idénticas, por lo que sería perfectamente concebible una vida basada en proteínas con aminoácidos dextrógiros o con aminoácidos levógiros y dextrógiros a partes iguales. Sin embargo, lo que observamos en los seres vivos es que las proteínas están compuestas casi exclusivamente de aminoácidos levógiros.

Desde un punto de vista de la probabilidad, es difícil explicar esta asimetría en la composición aminoacídica de las proteínas de los seres vivos terrestres. Sin embargo, si se asume la descendencia de un ancestro común de todos los seres vivos, esta coincidencia bioquímica en la composición de los aminoácidos cobra sentido: probablemente se trate de un accidente histórico “congelado” en los mecanismos de herencia de los seres vivos. Muy posiblemente, por circunstancias desconocidas, los primeros organismos terrestres estaban compuestos de aminoácidos levógiros y transmitieron esa condición a sus descendientes, lo que también ocurrió generación tras generación, hasta llegar al momento presente (Mosterín 2013).

Un fenómeno similar puede observarse al estudiar el genoma de los organismos vivos. Las bases nitrogenadas de las que está compuesto el material genético de los seres vivos son siempre las mismas (A, C, G y T en el caso del ADN y A, C, G y U en el caso del ARN); el código genético (la correspondencia entre tripletes de pares de bases y los aminoácidos proteinogénicos) es cuasi universal en los seres vivos terrestres; los mecanismos de transcripción y traducción de la información genética también son compartidos por todos los seres vivos de la Tierra. Además de todo esto, la secuencia particular de bases nitrogenadas está altamente conservada en todos los organismos terrestres. Esta conservación de la secuencia de bases en el genoma de los seres vivos se puede explicar mediante la existencia de un ancestro común.

De hecho, los biólogos evolutivos a menudo pueden establecer el parentesco genético entre dos especies comparando determinadas secuencias de nucleótidos de su genoma. Así, cuanto más parecidas sean estas secuencias, se asume que mayor es su grado de parentesco biológico. En última instancia, esto permite a los científicos realizar árboles con los que simbolizar las relaciones de parentesco entre distintas especies, así como inferir cuáles eran las características genéticas de su ancestro común. A este tipo de árboles se les denomina árboles filogenéticos (véase Figura 1), y profundizaremos en ellos en próximos apartados.

Figura 1. Las secuencias de diferentes especies se pueden alinear, para su comparación y evaluación del grado de parentesco. Diferentes herramientas permiten luego representar el parecido en forma de árbol, dendrograma o similar. Los estudios de este tipo se denominan filogenéticos.

En resumen, al igual que sucedía en el caso de las homologías estructurales, la ancestría común es el marco que consigue explicar más satisfactoriamente determinados aspectos llamativos de la composición bioquímica de los organismos.

Para saber más:

Mosterín, J. (2013) El reino de los animales. Madrid: Alianza.

Ridley, M. (2004) Evolution (3rd edition). Oxford: Blackwell Publishing.

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