Filogénesis de los simios antropoides

Francisco Torrens Zaragozá

Al comienzo de los años 60, Sarich y Wilson utilizaron ensayos inmunológicos para inferir que el chimpancé y el hombre habían divergido hacía tan solo entre 5 y 6 millones de años [V. Sarich y A. Wilson, Science, 158, 1200 (1967)]. Por tanto, el linaje humano no podía tener 15 ó 20 millones de años, como pensaban la mayoría de los paleoantropólogos de la época a partir de una interpretación incorrecta de los restos fósiles de Ramapithecus. Para obtener esta estimación, Sarich y Wilson desarrollaron el concepto de reloj molecular. Éste se basa en la suposición de que las mutaciones se acumulan a un ritmo constante a lo largo de los linajes evolutivos y, por tanto, este fenómeno puede emplearse como un reloj para deducir cuánto tiempo hace que dos especies han divergido. Las conclusiones de su trabajo eran tan rupturistas que los paleoantropólogos lo criticaron vigorosamente durante años, aferrándose a lo que era una evidencia morfológica ambigua.

 COMPARACIÓN DE REACCIONES INMUNOLÓGICAS
Para relacionar la filogenia del hombre con la de los otros simios antropoides, hay que hacer un análisis de las diferencias moleculares entre especies próximas y deducir la historia evolutiva. La diferenciación biológica entre especies diversas se estudió por medio de la reacción inmunológica. En 1967, Sarich y Wilson hicieron uno de los primeros experimentos [V. Sarich y A. Wilson, Science, 158, 1200 (1967)]. Inyectaron albúmina humana en conejos y obtuvieron anticuerpos específicos. Hicieron lo mismo con albúmina de chimpancé en otros conejos. Entonces, pusieron en contacto la albúmina de otras especies con los anticuerpos producidos por los conejos de los dos grupos y midieron el grado de reactividad. Las especies estudiadas fueron varias, entre ellas: 1-hombre, 2-chimpancé, 3-bonobo (chimpancé enano), 4-gorila, 5-orangután y 6-cercopiteco. Los resultados de la reacción de las especies ante los anticuerpos contra el hombre fueron: 1,00, 1,14, 1,14, 1,09, 1,22 y 2,46. La reacción ante los anticuerpos contra el chimpancé dió: 1,09, 1,00, 1,00, 1,17, 1,24 y 2,22.
Lo más sorprendente de estos resultados es el grupo coherente que forma la tríada hombre, chimpancé (o bonobo) y gorila separada de los otros primates. Hacen patente que el chimpancé y el gorila no están más próximos entre sí que del hombre. Ahora bien, los valores de las pruebas inmunológicas cruzadas hombre-chimpancé-gorila para la albúmina son muy semejantes entre sí y no permiten resolver el orden de separación entre los tres grupos. Los resultados para el chimpancé y el bonobo son idénticos: ponen de manifiesto una gran semejanza entre ambas especies. El orangután se separa claramente de los otros póngidos, lo que revela una divergencia anterior. El cercopiteco, finalmente, es inmunológicamente bastante diferente.

 COMPARACIÓN DE SECUENCIAS DE PROTEÍNAS
No obstante, la precisión de la medida de la diferencia biológica entre especies próximas por reacciones inmunológicas es limitada. Por esta razón, se ha dado un paso adelante comparando directamente secuencias de proteínas; una de las primeras en ser estudiada fue la hemoglobina. La hemoglobina es una molécula compleja, encargada del transporte del oxígeno a todo el organismo. Tiene una parte proteica formada por dos pares de unidades iguales; dos cadenas llamadas alfa (a) están formadas por 141 aminoácidos, y dos cadenas llamadas beta (b) están formadas por 146 aminoácidos cada una. De estas a- y b-globinas, el chimpancé y el hombre comparten exactamente ambas secuencias idénticas. El gorila sólo difiere en un aminoácido de cada cadena; en las alfa-globinas, el aminoácido en la posición 23 es un ácido aspártico en lugar de un ácido glutámico; en las beta-globinas, en la posición 104 hay lisina y no arginina. Además, el orangután, el gibón y otros monos superiores tienen un ácido aspártico en la posición 23 de las alfa-globinas. Estos datos hacen pensar que la sustitución de ácido aspártico por glutámico tuvo lugar en el exclusivo antecesor común del chimpancé y del hombre, quedando los otros grandes simios con el ácido aspártico. Es muy poco probable que se haya dado un cambio idéntico en el DNA que informara el mismo aminoácido en dos líneas evolutivas diferentes, el hombre y el chimpancé. Por tanto, el árbol evolutivo según las diferencias entre proteínas es un reflejo de la evolución de las especies. La reconstrucción más probable en evolución es la que supone menos cambios, el camino más corto; este método se llama método de la máxima parsimonia.
Sin embargo, las variaciones de las proteínas son resultado de cambios en el DNA. Por tanto, para hacer una interpretación más precisa, se debe saltar de la secuencia de aminoácidos en la hemoglobina a la secuencia de nucleótidos en el DNA del gen que la informa. Si se buscan qué nucleótidos codifican los ácidos glutámico y aspártico, se pueden deducir las mutaciones posibles. Los codones del RNAm que codifican el ácido glutámico (en el hombre y el chimpancé) son GAA y GAG, y el ácido aspártico (gorila), GAU y GAC. Los codones que codifican la arginina (hombre y chimpancé) son CGN, AGA y AGG, y la lisina (gorila), AAA y AAG. (N reemplaza cualquiera de los cuatro nucleótidos.)
En el caso de las cadenas de alfa-globina, el cambio de ácido glutámico a ácido aspártico se consigue fácilmente por la sustitución del tercer nucleótido en cualquiera de los dos tripletes posibles. En el caso de la beta-globina, el cambio entre lisina y arginina puede explicarse por mutación en el nucleótido central del codón, para dos tripletes; más complejo resulta explicarlo en el otro caso en que el codón que codifica la arginina en el hombre y el chimpancé fuera CGN, porque precisa varias sustituciones.

 COMPARACIÓN DE SECUENCIAS DE DNA
Sin embargo, el DNA también se puede estudiar directamente y no a través de las proteínas. Una aproximación muy global pero no bastante detallada se hace mediante técnicas de hibridación del DNA de especies diferentes. Siguiendo los principios de complementariedad entre las cadenas, Sibley y Ahlquist hicieron un trabajo exhaustivo de hibridación de DNA de numerosas especies, entre ellas: 1-hombre, 2-chimpancé, 3-gorila, 4-orangután y 5-babuino [Sibley y Ahlquist, J. Mol. Evol., 20, 2 (1984)]. Los resultados obtenidos fueron muy precisos y claros y dieron una topología de la diversificación de las especies que todavía hoy se acepta mayoritariamente. Encontraron una semejanza extraordinaria entre ambas especies del género Pan (chimpancé y bonobo), que tenían un parentesco próximo con el hombre y, a una distancia un poco superior, con el gorila. Ya más alejados se encuentran el orangután en primer lugar, y posteriormente los hilobátidos (gibón y siamang), todos en conjunto bien separados de los cercopitécidos, el resto de los monos. Además, pudieron hacer una correspondencia entre la medida de las diferencias entre genomas y el tiempo de divergencia. Lo hicieron calibrando la diferencia que presenta el orangután con los otros póngidos, entre 16 y 13 millones de años, según las estimaciones paleontológicas. A partir de aquí calcularon, de forma aproximada, el tiempo de divergencia entre las otras especies.
Los resultados de estos métodos de hibridación de DNA todavía son actuales, a grandes rasgos, después de haberse avanzado mucho en una línea de investigación previsible: la comparación directa de secuencias de DNA de la misma región del genoma en especies diferentes. Éste es ya el nivel de información más fino posible, porque la comparación directa de secuencias de dos especies da una idea muy precisa del parentesco: cuanto más tiempo ha pasado desde que divergieron, más diferencias se encuentran por efecto de las mutaciones acumuladas. Hay muchos trabajos en esta línea, que en general concuerdan entre sí y con los resultados de hibridación. Como ejemplo se pueden ver los resultados de la comparación de fragmentos de DNA de 5.300 nucleótidos de longitud. Las diferencias entre las secuencias de las especies que se comparan se expresan en la matriz como porcentaje de nucleótidos diferentes.
 

Cuanto mayor sea la diferencia, más alejada en el tiempo ha de estar la separación entre las especies. El árbol filogenético para las distancias de las especies estudiadas se muestra en la figura siguiente.


Estos resultados dan soporte a la idea de la separación última de los antepasados del hombre y del chimpancé, y la proximidad de la separación de los antepasados del gorila; el orangután queda más alejado, pero todos en conjunto (póngidos y homínidos) forman un grupo compacto, bien distinto de otros primates como el babuino o el gibón. Otra cifra de interés: la diferencia al nivel más básico de información genética entre el hombre y el chimpancé es del orden de 1.5%; poco más de un uno por ciento del material genético nos distingue, entonces, de nuestros primos encerrados en zoológicos.
No se conoce detalladamente nuestro genoma ni tampoco el del chimpancé para poder reconocer si hay genes específicamente humanos en que, más allá de la valoración estadística de la diferencia, se pueda encontrar unas bases genéticas exclusivas de nuestra especie; incluso, los estudios genéticos hechos hasta ahora han mostrado repetidamente que cada uno de los genes que se conocen en una especie se encuentra también en la otra, claro que con las diferencias esperadas por el tiempo de evolución independiente.

 Francisco Torrens Zaragozá es Profesor Titular de Qímica Física de la Universidad de Valencia