Bacterias E. Coli
Una gran innovación evolutiva se ha desplegado justo frente a los ojos de los investigadores. Esta es la primera vez que se capta a la evolución en el acto de hacer tales rasgos nuevos extraños y complejos.
Y debido a que las especies en cuestión son bacterias, los científicos ha sido capaces de repetir la historia para demostrar esta novedad evolutiva surgida de la acumulación de eventos casuales impredecibles.
Hace veinte años, el biólogo evolutivo Richard Lenski de la Universidad Estatal de Michigan en East Lansing, Estados Unidos, tomó una única bacteria de Escherichia coli y usó sus descendientes para encontrar 12 poblaciones de laboratorio.
Las 12 han estado creciendo desde entonces, acumulando gradualmente mutaciones y evolucionando durante más de 44 000 generaciones, mientras Lenski observaba lo que sucedía.
Cambios profundos
En su mayoría, los patrones que vio Lenski eran similares en cada población separada. Todos los 12 evolucionaron hacia células mayores, por ejemplo, así como unos índices de crecimiento más rápido en la glucosa que las alimentaba, y un menor pico en las densidades de población.
Pero el algún momento sobre la generación 31 500, sucedió algo drástico en una de las poblaciones – la bacteria adquirió súbitamente la capacidad de metabolizar citrato, un segundo nutriente en su medio de cultivo que E. Coli normalmente no puede usar.
Es más, la incapacidad de usar citrato es uno de los rasgos por los cuales los bacteriólogos distinguen E. Coli de otras especies. Los mutantes que usaban citrato se incrementaron en tamaño de población y diversidad.
“Es el cambio más profundo que hemos visto durante el experimento. Esto era algo claramente distinto para ellas, y está fuera de lo que normalmente se considera vinculado a E. Coli como especie, lo cual lo hace especialmente interesante”, dice Lenski.
¿Mutación extraña?
Para este momento, calculó Lenski, suficientes células bacterianas había vivido y muerto de tal forma que todas las mutaciones simples debían haber ocurrido ya varias veces en el tiempo.
Eso significa que el rasgo “citrato-plus” debía tener algo especial – ya fuese una mutación simple de un tipo improbable, un inversión rara de un cromosoma, por ejemplo, o algo como lograr la capacidad de usar citrato requerida por la acumulación de varias mutaciones consecutivas.
Para descubrir cuál, Lenski se dirigió a su congelador, donde había guardado muestras de cada población a lo largo de 500 generaciones. Esto le permitió repetir la historia desde cualquier punto que eligiese, reviviendo las bacterias y permitiendo que la evolución se “repitiese” de nuevo.
¿Podría evolucionar la misma población hacia Cit+ de nuevo?, se preguntó, ¿o tendría cualquiera de los 12 grupos la mismoa posibilidad de lograr el premio?
Evidencia de evolución
La repetición mostró que incluso cuando observó un billón de células, sólo la población original re-evolucionó a Cit+ – y sólo cuando comenzó a repetir desde la generación 20 000 o superior. Algo, concluyó, debe haber sucedido alrededor de la generación 20 000 que dejó el terreno abonado para que evolucionase posteriormente Cit+.
Lenski y sus colegas están ahora trabajando en identificar cuál fue el cambio inicial, y cómo hizo posible la mutación a Cit+ más de 10 000 generaciones después.
Mientras tanto, el experimento permanece como prueba de que la evolución no siempre sigue la mejor salida posible. En lugar de esto, un evento casual puede a veces abrir las puertas evolutivas para una población que permanece siempre cerrada a otras poblaciones con distintas historias.
El experimento de Lenski es otro golpe a los anti-evolucionistas, apunta Jerry Coyne, biólogo evolutivo en la Universidad de Chicago. “Lo que más me gusta de esto es que dice que puedes lograr estos rasgos complejos evolucionando por combinación de eventos improbables”, dice. “Justo lo que los creacionistas dicen que no puede suceder”.
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