Dime con quién evolucionaste…

“Nos estamos entrenando mutuamente
en actos de comunicación que apenas comprendemos.
Somos, constitutivamente, especies compañeras”. 
Donna J. Haraway

Mientras la tarde se desvanece sobre el campo de la granja, el señor Hoggett está recostado al pie del árbol. Mordisquea con calma un sencillo sándwich. A su derecha, Fly y Rex —omitiendo su ladrido cotidiano— lo observan con devoción. Y a su izquierda está Babe, con mirada inocente. En un gesto pausado, el señor Hoggett desmenuza el sándwich y ofrece un trozo a cada uno. Fly y Rex lo devoran en un par de mordiscos antes de volver a mirar a su humano, quien observa el último trozo en su mano y, sin titubear, lo regala a Babe. A diferencia de sus compañeros caninos, el cerdito pareciera olfatear su porción con curiosidad antes de saborearla con un poco más de temple.

La escena pertenece a la película noventera Babe, el puerquito valiente (1995). En sólo quince segundos se expone un ejemplo brillante de convergencia evolutiva, un fenómeno biológico que está al centro del ritual —aún vigente—que hace el señor Hoggett, el de compartir el pan. ¿En qué momento de la historia los perros y cerdos comenzaron a digerir los alimentos ricos en almidón?

En la convergencia evolutiva al menos dos especies sin parentesco cercano entre ellas desarrollan, a lo largo del tiempo, rasgos similares —morfología, comportamiento o fisiología— en respuesta a condiciones similares en su entorno. Por un lado, Babe, cuyos predecesores eran jabalíes, y por otro Fly y Rex, descendientes de lobos, son capaces de digerir proteínas y carbohidratos complejos, como el almidón en el pan de sándwich.

Debido a la herencia genética, la digestión del almidón no es igual de eficiente en todas las especies. En nuestro ADN, ⎯cromosoma 1— se encuentran un grupo de genes denominados AMY. En los humanos, AMY1 se expresa sobre tod en las glándulas salivales, mientras que AMY2A y AMY2B lo hacen en el páncreas. Estos genes codifican para una misma enzima: la amilasa, que deshace la robusta estructura del almidón ⎯no se trata de un polisacárido, sino la mezcla de dos: la amilosa y la amilopectina⎯. Algunas especies, como la nuestra, producen amilasa tanto en la saliva como en el páncreas, comenzando la digestión del almidón desde la boca.

Aunque hoy vemos más copias de AMY1 en ciertas poblaciones, como la japonesa, las primeras duplicaciones genéticas —un tipo de mutación en la que se producen una o más copias de un segmento de ADN— ocurrieron muchísimo antes de que la especie Homo sapiens se separara de otros homínidos.

Esto se sabe gracias a un estudio publicado el año pasado en Science. Ahí se determinó que las duplicaciones de AMY1, que empezaron a transformar a nuestra especie en los amantes de los carbohidratos que somos ahora, iniciaron al menos hace ochocientos mil años. Esto sugiere que la mutación ocurrió muchísimo antes de la agricultura, —con apenas diez mil años—, aunque pudo haber estado vinculada a la expansión del gen. Desde entonces, el número de copias de AMY1 se ha expandido de forma notable: hoy los humanos pueden tener de dos a 17 copias. Así que, si preguntamos si un neandertal o un denisovano podría digerir una torta de tamal verde —como protocolo godinezco ancestral—, la respuesta es que es probable que sí.

Para el caso de la convergencia evolutiva, de acuerdo con un estudio de 2019 de la Universidad Estatal de Nueva York en Buffalo, la dieta fue una fuerza adaptativa clave en la variación genética de primates humanos y no humanos. Por ejemplo, los macacos Rhesus y los babuinos —que consumen almidón— muestran una expansión del gen AMY1 y una alta actividad de amilasa en la saliva. En contraste, los lémures, que no consumen mucho almidón, conservan sólo una copia. Esto refuerza la idea de que la duplicación del gen ocurrió de forma independiente en diferentes linajes ante presiones alimenticias similares.

En el estudio analizaron poco más de doscientas muestras de ADN de 46 especies de diversos mamíferos, inspeccionando la presencia de AMY1. Para ello, usaron una técnica llamada reacción en cadena de la polimerasa en gotas digitales (ddPCR, en inglés), que permite estimar el número de copias de un gen al dividir una muestra de ADN en miles de gotitas y realizar millones de «fotocopias» de la secuencia objetivo. Midieron la actividad de la amilasa y la compararon con el número de copias del gen y los hábitos alimenticios de cada especie. Con ello, concluyeron que las duplicaciones no fueron eventos únicos, sino que ocurrieron de forma independiente en distintas especies y momentos evolutivos.

En los perros, por ejemplo, la duplicación surgió tras su separación del lobo hace unos treinta mil años, coincidiendo con su domesticación y exposición a dietas humanas ricas en almidón. Algo parecido a lo que veíamos en Babe: sin saberlo, compartir pan no sólo como afecto, sino como una historia evolutiva común. De manera independiente a los canes, también se encontró un aumento en el número de copias en los cerdos. Sin embargo, los detalles específicos sobre el momento exacto de la duplicación en ellos no están bien delimitados.

Cerca de las copias, el equipo de investigación identificó retrotransposones: secuencias de ADN dinámicas e «invasivas» capaces de copiarse y reinsertarse en diferentes partes del genoma. En sentido figurado, se trata de un proceso tipo Ctrl C + Ctrl V, llamado retrotransposición, que puede influir en la expresión de genes cercanos por la reorganización de regiones reguladoras. Estos elementos podrían haber funcionado como mecanismo genético, al facilitar la duplicación y regulación de AMY1 en diferentes especies, permitiendo su expresión específica en tejidos como las glándulas salivales. 

La investigación confirmó que las especies con dietas ricas en almidón muestran un mayor número de copias del gen AMY1. Aunque hay una correlación general entre el número de copias y la actividad de amilasa salival, esta relación no es estrictamente lineal. Por ejemplo, a pesar de que los perros tienen de nueve a 19 copias y los cerdos tienen de dos a cuatro, los canes presentan niveles de amilasa más bajos que los cochinos. Esta variación no elimina la señal de presión evolutiva: la dieta sigue siendo la fuerza selectiva que favoreció la duplicación del gen. No obstante, la producción de amilasa no sólo depende del número de copias, sino también de la regulación genética específica de cada especie, un proceso que determina cuándo, dónde y con qué intensidad se expresan los genes. En este contexto, los retrotransposones tienen un rol clave: su inserción en regiones cercanas a los genes de amilasa ha influido en la activación o silenciamiento de estas copias, moldeando distintos patrones de expresión en cada especie. Así, aunque ambos animales compartieron entornos alimenticios con los humanos, sus puntos de partida no fueron los mismos: el perro proviene de un linaje carnívoro; el cerdo, de uno omnívoro.

Más allá de las funciones gustativas y digestivas de la amilasa salival, también se sugiere que podría estar involucrada en la regulación de la homeostasis de la glucosa. Por lo tanto, las investigaciones futuras podrían explorar si las variantes de AMY están relacionadas con algunas enfermedades humanas, como la diabetes o los trastornos metabólicos. 

En nuestro genoma hay fragmentos de ADN que compartimos con seres como Fly, Rex, Babe o nuestras mascotas. Según algunas estimaciones genómicas, compartimos alrededor del 82 % de nuestro ADN con los perros, y un 98 % con los cerdos. Las vidas humanas y no humanas están entrelazadas en formas profundas y significativas. Las relaciones con otras especies —como los perros o los cerdos— no han sido jerárquicas, en las que el humano domina, sino que han sido relaciones comunes donde se compartió alimento, espacio y afecto. Ellos cambiaron con los humanos, y los humanos con ellos.

Dice un dicho popular “Dime con quién te juntas, y te diré quién eres”. Pero en evolución, las especies que convergen no necesariamente conviven. Basta con enfrentar desafíos similares para que acaben pareciéndose. No es tanto con quién se juntan, sino a qué se enfrentan, lo que va moldeando en quién se convierten. Hay fragmentos en nosotros que no provienen del contacto directo, sino de una coincidencia: la de haber compartido. Aunque fuera sólo pan alrededor del fuego.

Abigail Zentella Hernández

Es médica por la Universidad Juárez Autónoma de Tabasco (UJAT) y miembro de la Red Mexicana de Periodistas de Ciencia. Desde 2022, escribe sobre ciencia, explora diversas pasiones creativas y hace collages.