La complejidad morfológica o de comportamiento de una especie suele estar relacionada con la variedad de familias de genes en una especie… ¿o no? La información que nos proporciona la secuenciación de los genomas de distintas especies nos proporciona algunos datos sorprendentes.

La abeja es un insecto “social”, con una organización que incluye reinas y obreros, y un sistema de comunicación que mantiene la organización de la colmena. La secuenciación reciente de su genoma proporciona información respecto esta compleja organización social. Por ejemplo, la secuenciación predice la existencia de nueve genes que codifican para nuevos neuropéptidos, lo que podría proporcionar una mayor complejidad en la comunicación del sistema nervioso. Como era de esperar, hay en la abeja más genes que codifican para receptores olfativos que, por ejemplo, en la mosca del vinagre, Drosophila melanogaster  (170 frente a 60), resaltando la importancia de la comunicación por feromonas. Pero resulta sorprendente, en cambio, que en el genoma de la abeja haya menos genes relacionados con la inmunidad innata que otros insectos, ya que viven en un ambiente, la colmena, donde las enfermedades pueden transmitirse fácilmente. ¿Y que nos dice el genoma sobre la picadura de la abeja? Pues que el veneno que nos inyecta contiene quizás 20 alérgenos diferentes, algunos de ellos homólogos a los presentes en venenos del escorpión y la serpiente. No es de extrañar que nos duela.

 El genoma del erizo de mar (un animal más semejante al hombre que la abeja) ha sido también recientemente secuenciado. Algunas características de su genoma se pueden correlacionar fácilmente con su morfología: por ejemplo, carece de genes que codifiquen para proteínas necesarias para la formación de cartílago o huesos (ambos ausentes en este animal). Sin embargo, otras características son sorprendentes. En el erizo hay 979 genes que codifican para proteínas diseñadas para sentir la luz o el olor, un número similar al de los vertebrados y mucho mayor que el presente en invertebrados. También posee genes que codifican para proteínas que en el hombre se localizan en células del oído. Sin embargo, los erizos de mar carecen de ojos, nariz, antenas y de un cerebro central desarrollado para responder a estas señales. También sorprende su sofisticado sistema inmune innato, con un repertorio vasto de proteínas que reconocen patógenos. Por ejemplo, en el erizo de mar hay 222 proteínas de membrana llamadas receptores de tipo Toll (parte del sistema inmune) mientras que en el hombre solo hay 10. El erizo de mar sabe como defenderse de los ataques de microbios y similares.

Es difícil, a veces, correlacionar “complejidad” morfológica y diversidad génica. Por ejemplo, las proteínas Wnt son unas proteínas secretables que se encargan, entre otras labores, de proporcionar información a las células determinando la formación de un determinado patrón morfológico. En una especie de anémona marina (un animal de complejidad estructural similar a la de las medusas) hay tantos grupos de estas proteínas Wnt como en el hombre (12) y muchos más que en insectos como la mosca del vinagre (6), aunque esta última tenga una “complejidad” mucho mayor. ¿Cómo se explica la mayor diversidad en algunas proteínas que proporcionan información con la mucha menor complejidad morfológica? ¿Por qué puede fabricar el erizo proteínas para funciones que no sabemos como lleva a cabo? Parece que la complejidad génica que subyace puede ser aplicable a muy diversos contextos que la evolución se encarga de manejar.

Ernesto Sánchez-Herrero (CBM-CSIC)