El reloj molecular no es de fiar

El genetista japonés Motoo Kimura propuso por primera vez en 1968 sus ideas acerca de la teoría neutral (o neutralista) de la evolución molecular, que desarrollaría más ampliamente una década después.^[1] Según Kimura, la mayoría de los cambios o mutaciones que tienen lugar en el ADN y en las proteínas son neutros desde el punto de vista evolutivo. No tienen efectos significativos en la función de las moléculas proteicas y, por tanto, la selección natural no puede actuar sobre dichos cambios. Pero si, a nivel molecular, la evolución depende totalmente del azar, entonces la aparición de órganos y estructuras biológicas complejas se convierte en un auténtico enigma.

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Estas ideas neutralistas fueron, al principio, como un jarro de agua fría para el neodarwinismo pero posteriormente se integraron en el mismo y contribuyeron a impulsar la llamada deriva genética de las poblaciones que cambia aleatoriamente las frecuencias alélicas de las especies en el tiempo. (Un alelo es una de las posibles formas de un gen y cada célula diploide suele tener dos alelos de un único gen, uno procedente de cada progenitor). El problema para el darwinismo es que la deriva genética tiende a la larga a eliminar alelos de las poblaciones. No es enriquecedora sino simplificadora ya que procura dejar un solo alelo de cada gen. Por lo tanto, el evolucionismo se ve forzado a creer que las mutaciones y la selección natural deben ser las causas necesarias del cambio en las especies, que actuarían contra dicha tendencia simplificadora de la deriva genética.

La teoría neutral de Kimura condujo a la creación del llamado reloj molecular de la evolución. Según esta teoría, la probabilidad de que se produzca una mutación en un gen, o un cambio en los aminoácidos de una proteína, es constante, puesto que la función de la proteína no cambia sino que ésta sigue trabajando de la misma manera y, por lo tanto, la selección natural no puede actuar sobre ella. Kimura consideró que, al ser neutras y constantes la gran mayoría de las mutaciones que se producen al azar, las diferencias de tales cambios neutros entre dos especies, indicarían el tiempo transcurrido desde que ambas se separaron de un supuesto antepasado común. Esta idea del reloj molecular de la evolución se emplea para reconstruir la historia filogenética de las especies así como el tiempo transcurrido entre cada acontecimiento evolutivo.

No obstante, la suposición de que las mutaciones ocurren de forma constante a lo largo del tiempo se ha visto desmentida en varias ocasiones desde que Kimura propuso su teoría. En un trabajo científico, publicado en el 2001 por investigadores de la Universidad de California en Irvine, se decía que habían descubierto unas tasas de mutación muy diferentes a lo esperado, incluso en especies estrechamente relacionadas. Esto condujo a sus autores a la conclusión de que, en general, los relojes moleculares son mucho más irregulares de lo que se creía anteriormente y que, por lo tanto, resultan prácticamente inútiles para determinar un tiempo evolutivo exacto.^[2]

[photo_footer]Motoo Kimura (1924-1994).[/photo_footer]

Otros autores propusieron que quizás los relojes moleculares funcionaban a diferentes ritmos según la época y las condiciones ambientales. Seis investigadores del Dartmouth College de Hanover (USA) intentaron averiguar cuándo aparecieron los primeros animales con simetría bilateral (cuerpo compuesto por dos mitades simétricas). Es decir, los supuestos antecesores de todos los vertebrados que debieron surgir justo antes de la gran explosión del Cámbrico. La solución que aportaron para explicar tal aparición repentina consistía en mover las manecillas del reloj molecular a diferentes ritmos en las distintas ramas del supuesto árbol de la vida de Darwin.^[3]

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En otro trabajo del 2011, firmado por los biólogos Ziheng Yang y Aris-Brosou, se decía que los relojes moleculares eran poco fiables ya que, dependiendo de los genes estudiados o de los métodos de investigación empleados, el último antecesor común de los protostomados y de los deuterostomados (dos tipos de animales del Cámbrico que se diferencian por el origen embrionario de la boca) podría haber existido en cualquier fecha entre hace 452 millones de años y hace 2.000 millones de años.^[4] Semejante incertidumbre significa que, a pesar de la euforia de algunos neodarwinistas, de la manipulación de cifras, las diversas estrategias y los análisis matemáticos, lo cierto es que los relojes moleculares no han aportado la exactitud cronológica que se pensaba ya que son imprecisos, inciertos y se basan en un auténtico círculo vicioso. Primero se supone que la evolución de las especies se ha producido por mutaciones a un ritmo constante y después se afirma que el reloj molecular demuestra la evolución de las especies en el tiempo.

Notas

[1] Kimura, M. 1968. "Evolutionary rate at the molecular level", Nature, 217 (5129): 624–626; Kimura, M. 1979. "The Neutral Theory of Molecular Evolution", Scientific American, 241 (5): 98–129.

[2] Rodríguez-Trelles, F., Tarrío, R. & Ayala, F. J., 2001, “Erratic overdispersion of three molecular clocks: GPDH, SOD, and XDH”, PNAS, 98 (20) 11405-11410. Ver aquí.

[3] Peterson et al., 2004, “Estimating metazoan divergence times with a molecular clock”, Proceedings of the National Academy of Sciences, 10.1073/pnas.0401670101

[4] Meyer, S. C. 2013, Darwin’s Doubt, HarperOne, p. 106.