Las bacterias: la pieza secreta que hizo posible la evolución de nuestros ojos

Desde el punto de vista de la biología evolutiva, el ojo de los vertebrados es uno de los órganos que despierta más curiosidad y fascinación. El ojo, como órgano visual, ha surgido en distintos grupos animales, de forma independiente en el proceso evolutivo, en numerosas ocasiones.

En el caso concreto del ojo de los vertebrados, su evolución está bastante bien trazada, desde una especie de mancha pigmentaria en la epidermis, capaz de distinguir la luz de la oscuridad, pasando por una concavidad, un recubrimiento de células transparentes y la formación de una lente cristalina. Pequeños pasos evolutivos, lentos, que, adaptación tras adaptación, dotaban al portador de las novedades de ventajas significativas respecto a los órganos heredados de sus ancestros.

No obstante, como en todo conocimiento humano, hay lagunas, puntos específicos donde los sucesos concretos acaecidos son desconocidos. Con buen criterio, el ojo de los vertebrados fue descrito por Charles Darwin como uno de los mayores desafíos para la teoría de la selección natural.


El misterio de la proteína IRBP
Una de las incógnitas está relacionada con la proteína interfotorreceptora de unión al retinol (IRBP, por sus siglas en inglés, interphotoreceptor retinoid-binding protein), que permite la separación física entre las células que captan la luz, o fotorreceptoras, de aquellas que reciclan los retinoides, moléculas involucradas en el proceso de visión, y químicamente relacionados con la vitamina A, las células del epitelio pigmentario de la retina. La separación entre estos dos tipos celulares es un medio mediante el cual los vertebrados son capaces de ver en condiciones de baja iluminación.

Debido al papel central de esta IRBP en el sistema visual de los vertebrados, las mutaciones que suceden en los genes que la codifican suelen desembocar en enfermedades retinianas; en el ser humano, estas enfermedades incluyen la retinosis pigmentaria y la distrofia retiniana. Por ello, las mutaciones tienden a ser rechazadas por el proceso evolutivo, y como consecuencia, los genes responsables suelen tener secuencias muy conservadas en la evolución. Tanto, que estos genes normalmente se utilizan para analizar relaciones evolutivas entre vertebrados. Esta proteína ya debía de estar presente en los ojos de los vertebrados durante el Cámbrico, hace unos 500 millones de años.

Pero la incógnita que encierra este asunto es que no existe un gen homólogo a la IRBP en los invertebrados, y por tanto, tampoco hay proteínas que cumplan su función. Ni siquiera en grupos como los cefalópodos, con unos ojos tan complejos y desarrollados. Hay, por lo tanto, algunos aspectos de determinadas transiciones evolutivas en la formación del ojo vertebrado que parecen ser exclusivas de este grupo, y que no presentan paralelismos en los invertebrados. Ni aun en aquellos evolutivamente más cercanos a los vertebrados, como los equinodermos o los cefalocordados.

Vertebrados con genes de bacteria
Este fenómeno causa una rareza digna de atención: si se trata de una secuencia genética que tiende a conservarse, y sufre cambios mínimos en el proceso evolutivo, ¿cómo pudo surgir de repente en los vertebrados, y que ningún grupo de invertebrados tenga ni siquiera rudimentos de este gen? ¿Acaso la aparición de este gen es un ejemplo de complejidad irreductible, y los creacionistas tienen razón? Nada más lejos de la realidad.

En lugar de aceptar una respuesta no comprobada como cierta solo porque no hay una explicación contraria, la ciencia invita a investigar, a analizar y a comprobar. Y, movidos por la curiosidad científica, un grupo de investigadores liderado por Chinmay A. Kalluraya, de la Universidad de California en San Diego, ha tratado de rastrear el misterioso origen de este gen. Con éxito.

Los investigadores han obtenido las secuencias conservativas de este gen en más de 900 genomas distintos a lo largo y ancho de todo el árbol de la vida y han localizado un candidato verosímil, una fuente más que probable para el misterioso gen de la IRBP de los vertebrados. Pero no en animales, ni en plantas o en otros organismos eucariotas, sino en bacterias. Específicamente, genes bacterianos de peptidasas. El descubrimiento ha sido recientemente publicado en la prestigiosa revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Es sabido desde hace años, que algunas bacterias son capaces de depositar sus propios genes en otros seres vivos, en un proceso denominado transferencia horizontal; una especie de transgénesis natural. Ese es el motivo por el que, en la historia evolutiva de los animales, hay un momento puntual en el que un gen completo, complejo y ampliamente conservativo, parece surgir de la nada. Un gen que se mantiene en todos los vertebrados durante más de cinco millones de siglos; un gen que alguna bacteria transfirió a un vertebrado primitivo, que este asimiló, y que le supuso una gran ventaja evolutiva respecto a sus congéneres. La selección natural se encargó, como es habitual, del resto.