Uno de los objetivos primordiales de los estudios en biología evolutiva es establecer las relaciones entre especies e individuos. Todas las especies que habitan en la Tierra provienen de un mismo origen común. Eso hace que todas las especies que vemos en la Tierra estemos emparentadas, aunque las relaciones de cercanía son diferentes. La cercanía con otras especies se establece comúnmente a través de tiempos de divergencia que nos explican hace cuánto tiempo un par o más especies comparten y provienen de un mismo ancestro común. Definimos al ancestro común como un conjunto de poblaciones que después cambiarán por separado a lo largo del tiempo para dar lugar a dos o más especies diferentes. El tiempo de divergencia se ha podido determinar para distintas especies en la Tierra. Por ejemplo, se ha estimado que el tiempo de divergencia entre los humanos y los chimpancés es de 6 millones de años.
Por otro lado, el tiempo de divergencia entre los humanos y los perros es de 94 millones de años. Es importante hacer notar que las especies que comparten un ancestro común hace menos tiempo tienden a tener mayores similitudes físicas y también suelen tener un genoma más similar. Las comparaciones entre humanos, perros y chimpancés nos revelan que los humanos y chimpancés tienen un genoma más parecido que el de un humano y un perro. Además de ello, existen más similitudes en los cuerpos de humanos y chimpancés, comparadas con las similitudes entre humanos y perros.
A nivel de especie, los árboles filogenéticos se usan muy comúnmente para establecer las relaciones entre especies. Un árbol filogenético es una representación gráfica que muestra hace cuánto tiempo distintas especies comparten un mismo ancestro común. Por ejemplo, podemos representar las relaciones entre los perros, humanos y chimpancés dentro de un árbol filogenético y también podemos anotar el tiempo de divergencia entre distintas especies (Figura 1).
Los árboles filogenéticos pueden construirse usando distintos tipos de datos, como pueden ser datos morfológicos o genéticos. Actualmente es posible obtener datos genéticos de distintas especies gracias al avance de las tecnologías de secuenciación. Esto nos ha permitido inferir árboles filogenéticos que establecen relaciones entre distintas especies a partir de datos genéticos. Los árboles filogenéticos son empleados por biólogos evolutivos para poder establecer las similitudes entre especies. Además, en los árboles filogenéticos se puede anotar el surgimiento de características como, por ejemplo, el surgimiento de los pulgares oponibles que compartimos los humanos y chimpancés.
Los árboles filogenéticos son útiles para establecer relaciones entre especies. La estructura de árbol también puede ser utilizada para establecer relaciones entre individuos procedentes de una misma especie. En los últimos años ha surgido una corriente muy importante de investigación que estudia las relaciones entre distintos individuos a lo largo del genoma. Si obtenemos la información genómica de un conjunto de personas y pudiéramos conocer las relaciones a lo largo del genoma, notaríamos que distintas secciones del genoma tienen una historia diferente. Las relaciones entre los individuos en cada parte del genoma se representan con una estructura conocida como árbol genealógico. En el árbol genealógico se muestra hace cuánto tiempo ciertos individuos provienen de un mismo individuo que es conocido como un ancestro. A lo largo del genoma existen distintos árboles genealógicos (Figura 2).
El estudio de los árboles genealógicos a lo largo del genoma es un tópico de muchísimo interés en el área conocida como genética de poblaciones que estudia los procesos evolutivos que dan lugar a la variación genética que observamos. La estructura de los árboles genealógicos contiene toda la información necesaria para comprender procesos evolutivos que sucedieron en el pasado en ese conjunto de secuencias. Recientemente se ha creado una línea de investigación que trata sobre el desarrollo de metodologías estadísticas para inferir el impacto de distintos procesos evolutivos en la estructura de árboles genealógicos que observamos a lo largo del genoma. Algunos grupos de investigación han estudiado los cambios en tamaño poblacional a lo largo del tiempo. Otros grupos han desarrollado metodologías para identificar sitios en el genoma que están envueltos en procesos de adaptación a distintos ambientes. Mi grupo de investigación y yo estamos realizando esfuerzos dentro de esa línea de investigación. Recientemente estamos estudiando cómo la selección natural afecta la estructura de las genealogías que actúa en el genoma. ¿Cuáles son los resultados de esta investigación? Esa es una historia que deberá esperar otro artículo futuro en el cual espero con ansias contarles más.
El doctor Diego Ortega del Vecchyo es profesor en el Laboratorio Internacional de Investigación sobre el Genoma Humano; Universidad Nacional Autónoma de México, Campus Juriquilla
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