Durante décadas, los biólogos evolucionistas operaron bajo una teoría ampliamente aceptada: la mayoría de las mutaciones genéticas eran neutrales: ni dañinas ni beneficiosas, simplemente pasaban de generación en generación sin mucho impacto. Esta idea, conocida como Teoría Neutral de la Evolución Molecular, proponía que si bien las mutaciones dañinas se eliminan rápidamente mediante la selección natural, las beneficiosas son demasiado raras para influir significativamente en el curso de la evolución.
Ahora, una investigación innovadora de la Universidad de Michigan desafía esta noción de larga data. Un nuevo estudio dirigido por el biólogo evolutivo Jianzhi Zhang sugiere que las mutaciones beneficiosas podrían ser mucho más comunes de lo que se pensaba anteriormente, con implicaciones potencialmente profundas para nuestra comprensión de la adaptación y de cómo los organismos evolucionan en un mundo dinámico.
Los investigadores, analizando meticulosamente conjuntos de datos masivos generados mediante un “escaneo mutacional profundo”, observaron una tasa sorprendentemente alta de mutaciones beneficiosas: más del 1% de las variantes probadas confirieron una ventaja a la levadura y a E. coli en condiciones específicas. Este hallazgo contradice directamente la predicción de la Teoría Neutral de que mutaciones tan ventajosas serían excepcionalmente raras.
Sin embargo, esta discrepancia no significa que la teoría sea completamente errónea; más bien, resalta una pieza crucial que falta: el medio ambiente mismo. El estudio propone una nueva explicación convincente: seguimiento adaptativo con pleiotropía antagonista.
Una carrera contra el cambio constante
Este modelo postula que las mutaciones beneficiosas surgen con frecuencia pero luchan por arraigarse permanentemente en una población porque los entornos rara vez son estáticos. Lo que resulta ventajoso en un entorno puede resultar perjudicial en otro. Imaginemos una especie perfectamente adaptada a un ecosistema estable; entonces, un cambio climático altera el equilibrio. Las mutaciones que alguna vez fueron beneficiosas ahora obstaculizan la supervivencia.
Zhang y su equipo demostraron este principio a través de experimentos con levaduras que evolucionan en entornos tanto constantes como fluctuantes. Las poblaciones de levaduras que se adaptaron a condiciones inmutables acumularon mutaciones más beneficiosas que aquellas que enfrentaron cambios periódicos en las fuentes de nutrientes. ¿La razón? En un mundo en constante cambio, las mutaciones ventajosas tuvieron poco tiempo para difundirse ampliamente antes de que el entorno exigiera un nuevo conjunto de rasgos.
“Estamos diciendo que el resultado fue neutral, pero el proceso no fue neutral”, explica Zhang. “Nuestro modelo sugiere que las poblaciones naturales no están realmente adaptadas a sus entornos porque los entornos cambian muy rápidamente y las poblaciones siempre están persiguiendo el medio ambiente”.
¿Implicaciones para la humanidad en un mundo cambiante?
El estudio tiene implicaciones importantes más allá de la simple levadura. Nos obliga a reconsiderar hasta qué punto los humanos se han adaptado completamente a nuestro mundo en constante cambio. Nuestra especie ha experimentado transformaciones ambientales dramáticas a lo largo de la historia, desde la revolución agrícola hasta la era industrial y ahora el Antropoceno.
“Algunas mutaciones pueden ser beneficiosas en nuestros antiguos entornos, pero no coinciden con las actuales”, sugiere Zhang. Advierte que si bien podemos parecer bien adaptados en la superficie, el rápido ritmo del cambio ambiental podría dejarnos con un legado genético que ya no nos sirve plenamente. Esto podría tener implicaciones para la susceptibilidad a las enfermedades, la resiliencia a condiciones climáticas extremas e incluso las respuestas a las nuevas tecnologías.
Si bien los hallazgos del estudio provienen principalmente de experimentos con organismos unicelulares, ofrecen un marco convincente para comprender la adaptación en formas de vida más complejas. Las investigaciones futuras se centrarán en replicar estos experimentos con organismos multicelulares como los humanos para ver si surgen patrones similares.
La teoría del seguimiento adaptativo arroja luz sobre la interacción dinámica entre la evolución y el medio ambiente, desafiándonos a repensar cómo percibimos el concepto mismo de “adaptación”. Pinta un cuadro de una carrera evolutiva en curso: una lucha perpetua para seguir el ritmo del cambio, dejando a muchos organismos perpetuamente en la cúspide de la adaptación, pero nunca completamente allí.
