Una evolución impredecible e irreversible

El teórico evolucionista Stephen Jay Gould es famoso por describir la evolución de los seres humanos y otros seres conscientes como un accidente fortuito de la historia. Si pudiéramos retroceder millones de años y «correr la cinta de la vida otra vez», reflexionó este científico, la evolución seguiría un camino diferente.

Un estudio de biólogos de la Universidad de Pennsylvania avala la teoría de Gould a nivel molecular. La evolución es impredecible e irreversible a un tiempo. Usando simulaciones de una proteína en evolución, muestran que las mutaciones genéticas que son aceptados por la evolución dependen normalmente en las mutaciones que vinieron antes, y las mutaciones que se aceptan son cada vez más difíciles de revertir con el paso del tiempo.

El estudio, publicado en Proceedings, se centra exclusivamente en el tipo de evolución conocida como la depuración de selección, lo que favorece las mutaciones que no tienen ninguno o sólo un efecto pequeño en un entorno fijo. Esto es en contraste a la adaptación, en el que se seleccionan mutaciones si aumenta la aptitud de un organismo en un nuevo entorno. La depuración de selección es de lejos el tipo más común de selección.

Como modelo evolutivo, el equipo utilizó la proteína bacteriana argT, de la que se conoce su estructura tridimensional. Su pequeño tamaño significa que los investigadores pudieron predecir con fiabilidad cómo una mutación genética determinada podría afectar la a la estabilidad de la proteína.

Usando un modelo computacional, simularon la evolución de la proteína durante el equivalente de aproximadamente diez millones de años, introduciendo las mutaciones al azar, y aceptándolas si no afectan significativamente a la estabilidad de la proteína y rechazándolas en caso contrario. Luego examinaron pares de mutaciones, preguntándose si la mutación posterior habría sido aceptada si la mutación anterior no lo hubiera sido.

«Las mismas mutaciones que fueron aceptadas por la evolución cuando se propusieron, si se hubieran propuesto antes en el tiempo, habrían sido perjudiciales y habrían sido rechazadas», dijo Plotkin. Este resultado -donde las mutaciones posteriores son dependientes de las anteriores- demuestra una característica conocida como contingencia. En otras palabras, las mutaciones que son aceptadas por la evolución están supeditadas a las mutaciones anteriores para mejorar sus efectos.