Los investigadores, incluido Hart, han descubierto que en cada uno de estos diversos organismos, la selección natural está actuando sobre los aspectos genéticos del proceso de fertilización, lo que hace que algunos pares de individuos sean más propensos a concebir que otros.
El interés de Hart en la genética de la reproducción se ha centrado principalmente en las estrellas de mar y los erizos de mar. Como zoólogo y genetista de poblaciones, quiere saber: ¿cómo se divide una especie en dos?
En un proyecto reciente que trabajaba en estos invertebrados sin pretensiones, Hart y sus colegas descubrieron una nueva pieza emocionante de este rompecabezas evolutivo: la tasa de fertilidad de las estrellas de mar apareadas depende de las formas de genes reproductivos que tengan. En otras palabras, hombres y mujereslas estrellas de mar con ciertos tipos de genes pueden producir descendencia exitosamente, mientras que las estrellas de mar con otras combinaciones de pares de genes no pueden reproducirse.
Para Hart, este hallazgo sugirió que, con el tiempo, la incompatibilidad genética podría hacer que las poblaciones de estrellas de mar se separen gradualmente en diferentes especies. Pero también tenía implicaciones más amplias sobre la fertilidad, y se preguntó si los investigadores de la biología de la fertilización y la genética de poblaciones habían encontradoevidencia similar de selección para ciertas combinaciones de genes en otros sistemas de estudio.
De hecho, en ratones y en humanos, los investigadores han estado examinando dos tipos de genes: genes expresados en la cubierta del huevo de los mamíferos, que Hart describe como la "masa fibrosa, azucarada y pegajosa" que une el esperma al huevoy genes expresados en el esperma, para comprender cómo puede evolucionar la evolución en el código genético.
En humanos, Hart está trabajando en tres genes específicos. ZP2 y ZP3 son genes de capa de huevo, llamados así por la zona pelúcida, el término técnico para la capa de huevo. Casi todos los mamíferos tienen estos genes, que hacen que las proteínas que interactúan se formenla capa de huevo. C4BPA es responsable de producir una proteína de esperma que se une a la capa de huevo.
En 2010, el Dr. Rori Rohlfs, quien ahora trabaja para la Universidad de California, Berkeley, descubrió que ciertas formas del gen ZP3 ocurren junto con ciertas formas del gen C4BPA con más frecuencia de lo que uno esperaría debido al azar.Las asociaciones entre genes ubicados en cromosomas completamente diferentes, como lo son ZP2, ZP3 y C4BPA, son de naturaleza rara, y generalmente ocurren cuando los genes involucrados hacen algo muy importante para el organismo. Desde la perspectiva de la aptitud evolutiva, tal vez no funcionees más importante que la capacidad de reproducirse.
Fascinado por los resultados de Rohlf, Hart y sus colegas se dispusieron a seguir su trabajo, dejando temporalmente estrellas de mar y erizos de mar para profundizar en el genoma humano.
Sus hallazgos más recientes, que insinúan algo especial sobre la evolución humana, lo sobresaltaron.
La lenta marcha hacia la divergencia de especies es el sello distintivo de la evolución. Sin embargo, la evidencia de Hart y su equipo apunta al proceso opuesto en los humanos. "Las poblaciones humanas no están evolucionando para aislarse entre sí reproductivamente", dice.
"Hay algunas funciones realmente importantes y altamente conservadas de esas proteínas", dice Hart sobre las proteínas codificadas por ZP2 y ZP3. La necesidad absoluta de esas proteínas para la capacidad de reproducción de un individuo lleva a los investigadores a esperar que la mayoría de los sitios en los genescodificar esas proteínas será relativamente sin cambios a través de las generaciones, un fenómeno llamado selección negativa.
"Pero hay algunos que parecen ser muy variables, y donde la variación parece mantenerse mediante la selección positiva", agrega. "Eso es lo que parece haber encontrado".
Algunas de las pruebas más intrigantes en apoyo de esta idea provienen de los paleogenéticos. Estos científicos, que estudian los genomas humanos antiguos, han identificado exactamente las mismas variantes genéticas de los humanos modernos en los datos genéticos de neandertales y denisovanos, linajes humanos que migraronfuera de África hace cientos de miles a un millón de años.
La consistencia de estos genes específicos a lo largo de gran parte de la historia humana conecta el trabajo de Hart con la historia amplia y entrelazada de la evolución, desde invertebrados hasta vertebrados, de maneras inesperadas.
En su trabajo sobre las estrellas de mar y los erizos de mar, Hart no tuvo motivos para reflexionar sobre la discrepancia entre cómo los individuos eligen una pareja y si pueden reproducirse con éxito ". En muchos animales marinos que generan esperma y huevos en el plancton, los organismos adultos nunca se "encuentran" realmente ", dice." En cambio, la selección de pareja, en la medida en que sucede, ocurre al nivel de este tipo de interacciones bioquímicas entre los espermatozoides y los óvulos ".
"Ahora, realmente no pensamos en que la selección de parejas de mamíferos suceda de esa manera", agrega, señalando que los 'compañeros' humanos generalmente se eligen a través de interacciones conductuales, ya sea en la oficina o en el bar ".es sorprendente encontrar esta firma molecular de selección que actúa sobre estos genes que parecen afectar más la aptitud de los individuos ".
De esta manera, la investigación actual de Hart nos lleva a reflexionar sobre cómo opera la selección natural en la evolución de la especie humana, quizás tanto a nivel de moléculas invisibles como a nivel de atributos que podemos ver.
Hart presentó esta investigación en la reunión anual de 2016 de la Society for Integrative and Comparative Biology en Portland, Oregon.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Sociedad de Biología Integrativa y Comparativa SICB . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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