Del origen de los pelos ¡Eso pareces tú! ¡Un reptil peludo!

La entrada de hoy es peliaguda. En el último número del PNAS ha aparecido este artículo relacionado con el "origen" de los pelos de los mamíferos.

Los mamíferos son, actualmente, los únicos animales con pelo que existen. Los pelos representan una excelente herramienta adaptativa (aunque la gente ahora luche por quitárselos). La "pelambrera" actúa como un aislante térmico, dificulta o ralentiza el intercambio de calor con el medio. Nos mantiene calentitos cuando hace frío.

¿De dónde viene el pelo? Si todos los mamíferos tienen pelo, el antepasado común de éstos también debería tenerlo... y este antepasado fue un reptil. Hace unos 275 millones de años se diferenció un grupo de reptiles, llamados Terápsidos. Éstos se adaptaron a muchos ambientes distintos en lo que se conoce como radiación evolutiva. Muchas especies de terápsidos empezaron a crecer y multiplicarse, constituyéndose en el orden predominante durante unos cuantos millones de años, hasta finales del pérmico, hace unos 250 millones de años.

En esta época tuvo lugar la gran extinción del pérmico-triásico. Aunque no es la más famosa (no la confundáis con la de los dinosaurios), ésta es, sin duda, la mayor extinción que se ha dado en el planeta tierra. Más del 90% de las especies marinas y un 70% de las terrestres fueron borradas del mapa. Empezó un nuevo orden en el que fueron unos nuevos reptiles los que se adaptarían a la inmensa mayoría de nichos ecológicos. Hablamos de los dinosaurios.

Los terápsidos no se extinguieron del todo, aunque ya no volverían a tener el peso en cuanto a número de especies y extensión que habían tenido. Relegados a unos nichos concretos fueron sucediéndose las adaptaciones, y por tanto, las especies, géneros, familias y órdenes. De entre los terápsidos supervivientes cabe destacar el orden de los Eutheriodonta, en el que encontramos el suborden de los Cynodontia. Los cinodontes son los antepasados directos de los mamíferos y se sospecha que ya eran peludos y de sangre caliente. Así que el pelo surgió en algún momento de la historia evolutiva de los terápsidos, antes (un poco o mucho) de los cinodontes.

Actualmente no queda ningún superviviente de los reptiles cinodontes (exceptuándonos a los mamíferos, claro). ¿Cómo podemos mirar, entonces, de dónde vienen los pelos? Pues en el DNA. El DNA de cada especie es como una lengua de las que se habla actualmente. La etimología compara cómo son las palabras, cómo se conjugan los verbos, cómo se construyen las frases, y va "tirando" hacia atrás viendo que algunas lenguas actuales comparten una lengua común más reciente que otra. El castellano y el italiano comparten el latín; éstos comparten con el inglés la raiz indo-europea; etc (sobre este tema, recomendaros el libro Unfolding the Language, de Guy Deutscher, un excelente libro del que, seguro, os hablaré cuando me lo acabe).

Con el DNA se puede hacer lo mismo, comparar cómo suenan las palabras (comparando letra a letra de la secuencia de genes), cómo se "conjugan" estos genes (comparando su estructura de intrones y exones), cómo se construyen las frases (comparando las secuencias reguladoras, promotores o los conjuntos de estos genes), para extrapolar la historia evolutiva de las especies que "hablan" cada DNA.

Y esto es lo que han hecho los investigadores autríaco-italianos, encabezados por Erwin Tschachler (el último firmante, el primero es Leopold Eckhart, algún día tendremos que explicar cómo funcionan los artículos científicos), comparar las secuencias de diferentes especies vivas para ver qué similitudes y diferencias presentan a nivel de los "pelos".

Los pelos están mayoritariamente formados por las proteínas alfa-queratina. Al ser proteínas, están codificadas por genes, palabras, frases comparables del DNA. Pero para poder comparar esta frase en diferentes organismos, lo primero que tenemos que saber es si tienen genes similares. Está claro que todos los mamíferos tenemos estos genes... como no podemos hacer análisis genéticos a terápsidos extintos, tendremos que tirar del hilo filogenético en busca de nuestros "primos" evolutivos más cercanos.


Los terápsidos, nuestros retataraterapsidoabuelos, se encuentran dentro de la clase de los Synapsida. Esta clase tiene una clase "hermana" que es la de los Sauropsida. Dentro de esta clase encontramos a todos los reptiles vivos actuales... y a las aves (recordad que las aves provienen evolutivamente de una parte de los dinosaurios). Los autores, por tanto, empezaron su particular búsqueda de genes en los genomas de un reptil (el anolis verde, Anolis carolinensis) y del pollo (Gallus gallus). ¿Pollo? ¿Alguien ha dicho pollo? ¿Por qué estos dos precisamente? Porque son dos de los organismos que tienen secuenciado todo su genoma (disponibles para todo el mundo en la página del PubMed, aquí). De hecho, gracias a que estos genomas (junto con otros muchos) son de dominio público la primera parte del artículo (buscar los genes de las alfa-queratinas y compararlas) las podría haber hecho cualquiera de nosotros. Pero, claro, primero se nos tendría que haber ocurrido...

Sus búsquedas les llevaron a encontrar seis genes codificantes para alfa-queratinas en el anolis, y sólo uno en el pollo. Estos genes, además, están emparentados con los genes de las alfa-queratinas de los mamíferos. Si tanto los Synapsida (mamíferos), como los Sauripsida (reptiles actuales y aves) presentan estos genes en su DNA, significa que estos genes ya se encontraban en un antepasado común. ¿En cuál? Si tiramos un poco más del hilo evolutivo la siguiente clase "hermana" la constituye la de los anfibios... Y, según los autores, éstos no tienen genes de alfa-queratina. El siguiente paso atrás, los peces, tampoco.

Todos estos datos dibujan un nuevo escenario para la aparición de los genes que forman nuestros pelos. Los genes de la alfa-queratina no son exclusivos de los mamíferos. Aparecieron en algún momento temprano de la historia evolutiva de los reptiles, y estarían presentes en los terápsidos. En el camino evolutivo hacia las aves se fueron perdiendo parte de estos genes.

A partir de aquí el artículo se complementa con un estudio de expresión de estos genes en diferentes tejidos (dónde y cuándo se expresan), mediante estudios de RT-PCR e inmunolocalización. De acuerdo, para hacer ésto sí se necesita un laboratorio, pero para la primera parte del artículo, basta un ordenador. Tengo la sensación que muchas veces se piden estos últimos resultados "de laboratorio" para evitar que cualquiera pueda publicar, porque ésta es la conclusión que nos tiene que quedar de este artículo: por un pelo no hemos publicado cualquiera de nosotros un artículo similar... sólo nos hace falta encontrar un gen interesante y realizar una búsqueda del mismo en otros organismos mediante las herramientas gratuitas del PubMed.

Mi imaginación empieza a volar y veo un futuro en el que habrá una "revista" especializada en las búsquedas y comparaciones de genes en la que todo el mundo podrá publicar... quizás más que una revista, sería un blog abierto (tipo el cedazo), con un tutorial de cómo realizar las búsquedas y comparativas. Hay tantos genes y genomas... Yes we can! Perdón me dejo llevar.

¿Alguien propone la primera búsqueda de la era democratagenómica?

Para más información sobre la historia evolutiva de los mamíferos os recomiendo este artículo de Murphy, WJ, et al. Genome Res. 2007. 17: 413-421

Images:
1. Theriognathus by DiBgd. Wikimedia commons.
2. Styracocephalus, by Karkemish. Wikimedia commons
3. Thrinaxodon fossil, by Esv. Wikimedia commons
4. The story of the word mother, by Hendrik Willem van Loon. Wikimedia commons
5. Cutreárbolgenealógico. Cosecha propia.