Descubren "autopistas" ocultas que guían la evolución animal a través de los genomas

Un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Viena ha revelado que la evolución de los animales no sigue un camino aleatorio, sino que se desplaza a lo largo de un número limitado de "autopistas evolutivas". Este análisis abarcó más de 5,800 genomas de diversas especies y sugiere que los cambios en los cromosomas son en su mayoría irreversibles, lo que proporciona pistas sobre más de 600 millones de años de historia animal.

Los investigadores publicaron sus hallazgos en la revista Science Advances, donde explicaron que los genomas animales tienden a evolucionar a lo largo de rutas restringidas. Este patrón podría ser fundamental para comprender y conservar la biodiversidad animal.

Desde un ancestro común que existió hace más de 600 millones de años, los cromosomas han experimentado fusiones, separaciones y reordenamientos a medida que emergieron nuevas líneas animales. A pesar de que miles de genomas han sido secuenciados, la comparación de su evolución a largo plazo había sido un desafío.

Para abordar esta complejidad, un equipo internacional liderado por la Universidad de Viena reunió estos genomas en un análisis a gran escala. El profesor Oleg Simakov, co-líder del estudio, afirmó: "Entender estas reglas de evolución no solo nos informa sobre el pasado, sino que también nos permite anticipar hacia dónde podría dirigirse la evolución del genoma y establecer medidas clave para la conservación de la biodiversidad animal".

El equipo analizó más de 5,800 genomas disponibles públicamente, representando 4,454 especies de 19 filos animales, lo que constituye la comparación más amplia de su tipo en el árbol de la vida animal. Para organizar esta vasta cantidad de información, los científicos crearon un marco denominado topología evolutiva del genoma, que coloca la diversidad de estructuras genómicas animales en un único mapa.

Este mapa reveló que la arquitectura del genoma no cambia de manera aleatoria. Las líneas animales tienden a moverse a lo largo de estas "autopistas evolutivas", y la evidencia sugiere que diferentes grupos se desplazaron por estas rutas en distintos momentos y a diferentes ritmos. Darrin Schultz, quien lideró el trabajo como investigador postdoctoral en la Universidad de Viena, comentó: "Por primera vez, podemos ver miles de genomas en un solo mapa y rastrear los caminos únicos a lo largo de los cuales evolucionó el ADN de los animales".

Un proceso clave detrás de estos patrones es el denominado "fusión con mezcla", que ocurre cuando dos cromosomas se unen y sus genes se entrelazan. Una vez que esto sucede, el arreglo original no puede restaurarse. Esta irreversibilidad convierte a estos cambios cromosómicos en herramientas valiosas para reconstruir la historia evolutiva, ya que cada evento deja un registro genómico duradero que puede servir como marcador de ascendencia compartida.

El equipo encontró que las diferencias en el número de cromosomas entre grupos animales pueden surgir de dos maneras: los cromosomas ancestrales pueden combinarse o separarse. En ambos casos, la fusión con mezcla puede llevar a diferentes trayectorias evolutivas. Además, el enfoque de topología evolutiva del genoma se centra en la disposición y estructura de los genomas, lo que proporciona un sistema de coordenadas compartido para comparar el creciente número de genomas a escala cromosómica.

Este marco podría facilitar la identificación de linajes evolutivos inusuales que merecen un estudio más detallado y ayudar a investigar si los cambios en la estructura cromosómica están relacionados con diferencias en la regulación genética, el desarrollo o la biodiversidad.