La teoría neutralista de la evolución molecular Maestro David Eduardo Gonzálaez Femat Profesor de cátedra / ITESM Candidato a doctor por la Universidad Complutense de Madrid, España Esta dirección de correo electrónico está protegida contra los robots de spam, necesita tener Javascript activado para poder verla La teoría neutralista de la evolución molecular se debe al genetista japonés Motoo Kimura (1924-1994). Fue presentada por primera vez en occidente, por este influyente biólogo matemático, en 1968, en la prestigiada revista Nature. En su versión original, la teoría neutralista de la evolución molecular se opone a la teoría sintética del neo-darwinismo encabezada por el biólogo T. Dobzhansky, en los E. U. A. La teoría neutralista afirma que, en el campo molecular, es más importante la llamada deriva genética al azar1 como mecanismo por medio del cual se acumulan mutaciones o cambios en las unidades (nucleótidos) de la cadena del ADN. Kimura descubrió que la tasa de sustitución de nucleótidos es alta en mamíferos y otros grupos, y se eleva hasta en un par de nucleótidos cada dos años. La teoría sintética o neo-darwinista, como se la cono-ce también, fue creada durante las primeras décadas del siglo XX y afirma que la selección natural es más importante que la deriva genética al azar, pues en principio sería difícil aceptar que los genes neutros permanezcan como genes equivalentes sin que necesariamente confieran ventajas adaptativas a los individuos portadores. POCA ACEPTACIÓN INICIAL La teoría neutralista, en sus inicios, a fines de la década de los años sesenta, obtuvo muy mala recepción por parte de la comunidad de estudiosos de la biología, particularmente en Norteamérica. Pero, dado que en su presen-tación y desarrollo recurre a las ecuaciones de difusión de calor, modificadas por su autor, lentamente fue ganando el aprecio de los genetistas, debido a sus posibilidades experimentales. Sin embargo, las discrepancias continuaron presentes. Uno de los aspectos que la teoría neutralista intenta explicar es el de los llamados polimorfismos proteicos (diferencias específicas en las proteínas de cada individuo, aun dentro de una misma especie), un concepto clave para explicar la especificidad biológica, que es la base de la biodiversidad incluso entre individuos de la misma especie. La especificidad biológica está dada por los cambios en las cadenas de ADN que a su vez determinan cambios en la secuencia de aminoácidos, lo cual suele afectar a la proteína resultante. En ocasiones, estos cambios resultan perjudiciales, pero en muchos casos lo que sucede es que las proteínas resultantes son equivalentes pues continúan siendo funcionales y esto explica en parte la diferencia entre individuos. RECOMBINACIÓN DE GENES Las dificultades en el empleo de órganos y tejidos de donadores para ser implantados en un sujeto receptor están relacionadas con la especificidad individual explicable a través de los procesos de la deriva genética en el nivel molecular, además de los mecanismos conocidos de recombinación de genes traídos por el proceso de la formación de células sexuales y la reproducción sexual en donde se lleva a efecto la llamada recombinación de genes. El polimorfismo es explicado por la teoría neutralista, admitiendo que, una vez que los genes se han difundido en una población, la selección natural darwiniana actúa sobre los individuos promoviendo a todos aquéllos que sean portadores de ciertas ventajas adaptivas. Tales ventajas se harían patentes en el incremento en el número de descendientes en la población. El punto de vista que Kimura pretendía introducir, como una reinterpretación de la variabilidad genética, acorde con la evidencia experimental en los estudios de genética poblacional acerca de la evolución biológica en el nivel molecular, no contemplaba rechazar el principio de la selección natural, sino más bien pretendía ubicar los límites de dominio de esta teoría conduciendo a su fortalecimiento explicativo y, tal como Darwin lo propuso,  ser asumida como un principio capaz de actuar sobre los individuos modelándolos como unidades.       RELOJ BIOLÓGICO DE LA EVOLUCIÓN La teoría neutralista propone también que los genes neutros y aquéllos que producen cambios patentes en el fenotipo (apariencia exterior de un organismo) se difunden en la población con cierto ritmo. La velocidad de difusión de los genes neutros, para alcanzar fijación en una población, estaría dada por el tiempo necesario para que se produzca cuatro veces el grupo fértil (población eficaz) dentro de la historia natural de esa población; recordemos que el grupo fértil resulta ser más pequeño que el total de la población y es aquél que es capaz de enviar genes a la siguiente generación. Debido a esta razón, la teoría neutralista ha sido considerada como una especie de reloj biológico de la evolución. El intento de Kimura y sus colaboradores habría sido generar una hipótesis complementaria para alentar una reforma que permitiera incorporar el caudal de los nuevos descubrimientos, producto de la investigación en microbiología, genética y biología molecular, estableciendo un límite al alcance de la selección natural y así promover el desarrollo de un nuevo paradigma evolutivo. NEODARWINISMO En su momento, los representantes del neo-darwinismo de la teoría sintética habrían de rechazar esta pretensión. Tal vez porque la inercia del pasado obró como un clima intelectual en aquel momento que indujo a defender nuevamente al neo-darwinismo como doctrina unitaria cuya constitución y ulterior desarrollo únicamente pudiera ser alentado desde occidente2. Las discrepancias entre estas teorías están centradas en la interpretación de la variabilidad genética. En El Origen de las especies por medio de la selección natural, si bien Darwin no incluyó una teoría genética que explicara la relación de la herencia con la selección natural, sí reco-noció a la variación y la herencia en los organismos como el material sobre el que actuaría la selección natural sobre el individuo como unidad; sin embargo los trabajos de G. Mendel le fueron desconocidos a pesar de ser contemporáneos. El darwinismo rescatado en las primeras décadas del siglo XX fue articulado al mendelismo para crear más tarde la teoría sintética o el llamado neo-darwinismo. Uno de los creadores de esta tendencia lo fue el famoso genetista y matemático Sewall Wright, quien, junto con Ronald Fisher y J. B. S. Haldane, consolidó esta tendencia. Theodosius Dobzhansky y Ernst Mayr contribuirían de manera definitiva a la consolidación de la teoría sintética hasta la década de los años sesenta. A pesar de que la deriva genética al azar, modelo de evolución en poblaciones aisladas, fue promovida por S. Wright, si era aceptada en su enunciación poblacional por los representantes de la teoría sintética,  lo fue después cuando este modelo fue empleado, con modificaciones, por Kimura a escala molecular, reivindicándolo como la principal fuerza creadora de variabilidad. A pesar de todo el rechazo que esta teoría despertó en sus inicios, hoy es aceptada en los libros de texto, por ser un planteamiento serio y científico acerca de la evolución molecular de las especies. Ejemplos de ello lo son la nueva interpretación acerca del sustrato genético en las razas humanas. Con el advenimiento de la secuenciación del código genético en 2002 por Craig Venter3, hoy sabemos que la división racial humana estaba basada en tan sólo el tres por ciento de la información genética que controla los rasgos exterio-res en que se basa la clasificación de los tres tipos básicos raciales. Esta clasificación racial dejaba fuera el 97 por ciento de la información genética. Si tomamos en cuenta ese 97 por ciento, nos daremos cuenta de que en ocasiones existen más diferencias entre individuos de un mismo grupo racial que entre individuos de grupos diferentes. APORTACIÓN DE LA TEORÍA NEUTRALISTA Otra interesante aportación derivada de la influencia de la teoría neutralista de la evolución molecular la podemos encontrar en la obra de Stephen P. Hubbell, The Unified Neutral Theory of Biodiversity and Biogeography (La teoría neutralista unificada de la biodiversidad y la biogeografía). Esta obra es el modelo análogo ecológico de la teoría neutralista de la evolución molecular de Motoo Kimura, basada en la deriva genética al azar. Uno de los aspectos más destacados de la teoría neutralista de Hubell es que, siendo una teoría matemática en el campo de la ecología, la biogeografía y la biodiversidad, tiene como eje el considerar a los individuos dentro de su población como sujetos equivalentes dentro de los modelos estadísticos empleados. La equivalencia asumida en términos de especies que se suceden en diferentes regiones del mundo ya había sido detectada por Darwin en las islas Galápagos. Baste recordar el ejemplo del pinzón que se alimenta de larvas extraídas de los tallos de ciertas cactáceas. Para ello, el pinzón desarrolla la habilidad de emplear una espina de nopal. El paralelismo resulta interesante, pues pareciera que el pinzón imitara el comportamiento del pájaro carpintero de otras latitudes, que es capaz de alimentarse de modo similar, pero empleando su aguda lengua, similar a la espina de esas plantas. Es éste un fenómeno ecológico y biogeográfico conocido como “vicarismo”, donde al pare-cer una especie desarrolla un nicho ecológico (un “puesto” en el ecosistema) similar al de otra especie, en otro ecosistema, en un lugar distinto4. REIVINDICACIÓN DE LA TEORÍA NEUTRALISTA Hoy es posible reivindicar la Teoría neutralista de la evolución molecular y recoger las palabras de su autor al señalar que: “Finalmente, si mi conclusión fundamental es correcta, y si las mutaciones neutrales o casi-neutrales son producidas en cada generación a una tasa más alta de la antes considerada, luego debemos reconocer la gran importancia de la deriva genética al azar debida al número en poblaciones finitas que forman la estructura genética de las poblaciones biológicas. El significado de la deriva genética al azar ha sido despreciado durante la pasada década [años sesenta]. Esta actitud ha sido influenciada por la opinión de que casi no hay mutaciones neutrales, y también porque el número de individuos que forman una especie es usualmente elevado y el muestreo al azar de sus gametos debe ser obviado al determinarse el curso de la evolución, excepto posiblemente a través del “principio fundante” [selección natural]. Enfatizar el “principio fundante” pero rechazar la importancia de la deriva genética al azar debido al tamaño finito de la población es, en mi opinión, muy parecido a asumir la existencia de un gran río para explicar la formación de un profundo valle; pero rechazar un proceso gradual, de larga duración de erosión por agua como insuficiente para producir tal resultado”5. REFERENCIAS Crutchfield, James P. y Peter Schuster (2003) Evolutionary Dynamics. Exploring the Interplay of  Selection, Accident, Neutrality, and Function. A volume in the Santa Fe Institute Studies in the Sciences of Complexity. Oxford, New York. Davies, Kevin (2002) La conquista del genoma humano. CDL, Madrid. González Femat, David Eduardo (2002) Historicismo y neopragmatismo en la dialéctica de la biología contemporánea. Tesis de grado, UCM, Madrid, Hubell, Stephen P. (2001) The Unified Neutral Theory of Biodiversity and Biogeography. Princeton University Press, Princeton and Oxford, UK. Kimura, Motoo (1990) The Neutral Theory of Molecular Evolution. Cambridge  University Press, New York (1968) Nature,VOL. 217, February 17. Weiner, Jonathan (2002) El pico del pinzón. Una historia de la evolución en nuestros días. Galaxia Gutemberg, Barcelona. Pie de Página 1 Modelo evolucionista introducido por Sewall Wright en los años treinta del siglo XX para explicar la dinámica genética de una población relativamente pequeña y aislada que conduce al surgimiento de una raza de individuos. 2 González Femat, D. (2002) Historicismo y neopragmatismo en la dialéctica de la biología contemporánea, p. 19 3 Davies, K. (2002) La conquista del genoma humano, p. 77 4 Weiner, Jonathan (2002) El pico del pinzón. 5 Kimura, M. (1968, february, p.626)