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.
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