Genetikaren ibilbidea (VII): Eboluzioak eta genetikak topo egin zutenekoak

Koldo Garcia

Theodosius Dobzhanskyk “Biologian ezerk ez du zentzurik ez bada eboluzioaren argipean” esan zuen. Edozein zientzia biologiko ulertzeko, eboluzioa beharrezkoa dugu eta genetika eboluzioa ulertzeko lanabesetako bat da, garai batzuetan uztarketa honek hautsak harrotu bazituen ere.

1859an Charles Darwin britainiarrak “Espezieen jatorriaz” liburua idatzi zuenean ez ziren geneak edo DNA ezagutzen, aurreko ataletan ikusi dugun bezala. Hala ere, Darwinek susmoa zeukan bazegoela zerbait belaunaldiz belaunaldi transmititzen zena. Harrigarriki, Mendelek bere legeak idatzi zituenean ez zuen herentzia Darwinen teoriarekin uztartu eta Mendelen legeak berreskuratzerakoan Correns izan zen lehena Darwinen lana aipatzen.

1918an Ronald Fisher britainiarra izan zen eboluzioaren teoria eta genetika uztartzeari ekin ziona. Urte horietan zehar hainbat artikulu idatzi ostean, “The Genetical Theory of Natural Selection” (Hautespen naturalaren teoria genetikoa) liburua argitaratu zuen 1930an. Argitalpen horietan ondorioztatu zuen geneen arteko elkarrekintzek hainbat neurriren aldakortasuna azaltzen zutela eta hautespen naturalak nola eragiten zuen. J. B. S. Haldane britainiarrak 1924tik aurrera argitaratutako lanetan aleloen (hau da, gene baten informazio posibleen) maiztasunak eta maiztasun-aldaketak matematika eta estatistikaren ikuspuntutik aztertu zituen. Azkenik, Sewall Wright estatubatuarrak populazio isolatu txikien geneen arteko elkarrekintzak aztertu zituen eta hautespenak nola eragiten zuen zehazten saiatu zen. Ikertzaile hauen lanek populazioen-genetika bezala ezagutzen dugun jakintzagaiaren sorrera ekarri zuten.

Populazioen genetikak “Eboluzioaren sintesi modernoa” bezala ezagutzen dugun teoriaren oinarriak jarri zituen. Teoria honi esker eboluzioak nola jokatzen duen ezarri zen eta gaur egun indarrean jarraitzen du. Teoria honek bere baitan hartu eta elkarrekin uztartu zituen genetika, zitologia, sistematika, botanika, morfologia, ekologia eta paleontologiako ideiak. Theodosius Dobzhansky ukrainarra izan zen teoriaren sustatzaile handienetako bat. 1937an “Genetics and the Origin of Species” (Genetika eta Espezieen Jatorria) liburua argitaratu zuen. Bertan, mikroeboluzioa (populazioen genetikak egindako ekarpenak) eta makroeboluzioa (landa-biologoek egindako ekarpenak) uztartu zituen. Era berean, Ernst Mayr alemaniarraren ekarpena garrantzitsua izan zen 1942an argitaratu zuen “Systematics and the Origin of Species” (Sistematika eta Espezieen Jatorria) liburuari esker. Liburu horretan, batetik proposatu zuen balitekeela espezieak sortzeko isolamendu geografikoa beharrezkoa izatea. Bestetik, espezie biologikoaren beraren kontzeptua plazaratu zuen. Teoriaren izena Julian Huxley britainiarrak 1942an asmatu zuen “Evolution: The Modern Synthesis” (Eboluzioa: Sintesi Modernoa) liburuan.

Genetikaren eta eboluzioaren bideak berriro gurutzatu ziren genetika molekularraren garapenarekin, eztabaida zientifiko sutsua piztuta. Lehenengo proteinen sekuentziak eskuragarri egon zirenean, espezie ezberdinetako pareko proteinak erkatzen hasi ziren ikertzaileak, alde batetik antzekotasunean oinarrituta espezieen arteko harremanak ezartzeko; beste batetik, proteinen arteko aldaketa kopuruak erabili zituzten dibergentzia-denborak kalkulatzeko. Azken ideia hau, “erloju molekularra” bezala ezagutzen da eta 1962an Emile Zuckerkandl austriarrak eta Linus Pauling amerikarrak garatu zuten. Hurbilketa honen emaitzak erregistro fosilarekin ezagutzen zenarekin bat zetozen eta ondorio pizgarri batera heldu ziren: proteinen eboluzioa eta espeziearen eboluzioa independentea izan liteke.

Ideia honek “guda molekularrak” piztu zituen. Alde batetik biologo ebolutibo klasikoek (Mayr, Dobzhansky edota Simsponek) gogor kritikatu zuten erloju molekularraren hipotesia eta oso sinesgaitz azaldu ziren hurbilketa molekularrekin. Haien iritziz jakintza molekularrak erredukzionistak ziren, eta erloju molekularra oso sinplista; hori guztia ez zen baliagarria azaltzeko espeziazio gertaera konplexuak. Eztabaida honen baitan, hautespen naturalaren bidezko eboluzioaren garrantzia azpimarratzeko, Dobzhanskyk artikulu honen hasierara ekarri ditugun hitzak idatzi zituen, “Biologian ezerk ez du zentzurik ez bada eboluzioaren argipean”. Gainera eztabaida honekin batera hautespena zein mailatan gertatzen zen zehaztu nahirik hasi ziren (Juan Ignacio Pérez Iglesiasek ederki azaldu zizkigun eztabaida honen gakoak Cuaderno de Cultura Científican).

1968an Motoo Kimura japoniarrak eztabaida areagotu egin zuen “Eboluzio molekularraren teoria neutrala” proposatuta. Garai hartan eskuragarri zeuden DNA sekuentziak matematikoki aztertu zituen eta bere kalkuluen arabera sekuentzia hauetan aldaketa asko zeuden. Hortaz iradokitu zuen, halabeharrez, aldaketa hauen gehiengoak funtzio biologikoan eraginik ez zutela, hau da, neutralak zirela. Gaineratu zuen aldaketa neutral hauek zoriaren (jito genetikoaren) eraginez heda litezkeela. 1969an Jack L. King eta Thomas H. Jukes amerikarrak Kimurak lortutako emaitzak ere lortu zituzten eta areagotu egin zen neutralismoaren aldekoen eta hautespenaren aldekoen arteko eztabaida. Jarraitu zuten Indar nagusia jito genetikoa ala hautespen naturala ote zen eztabaidatzen, eta alde bakoitzak bere eredua garatu zuen. 1973an Tomoko Ohta japoniarrak “Eboluzio molekularraren teoria ia neutrala” proposatu zuen, neutralismoa eta teoria klasikoak bateratzeko. Bere kalkuluen arabera aldaketak DNA sekuentzietan ez ziren guztiz neutralak eta, hortaz, populazioaren tamainaren arabera eta genomako geneen eta gainontzeko osagaien arabera hautespenaren eta zoriaren eraginak ezberdinak ziren. Eztabaidak bere horretan jarraitzen du oraindik ere, beste eredu batzuk proposatu badira ere, besteak beste, koaleszentziaren teoria edota “txandakako eredua”.

Genomikaren eta genomikaren osteko aroarekin batera, gero eta sekuentzia eta datu gehiago lortzen ari dira batetik, eta bestetik konputazio-gaitasunak emendatzen joan dira; horri guztiari esker, gero eta eboluzio-eredu konplexuagoak, espeziazio eta adaptazio prozesuak aztertu daitezke. Gainera eboluzioa beste jakintza arlo batzuetan ere aztertzen ari dira, adibidez, mikrobiologian, sinbiosiaren azterketan edota garapenaren biologian.

Eta eztabaida berriak ere sortu dira. Esate baterako, 2012 urtean ENCODE egitasmoak giza genomaren %80tik gora une batean eta zelula motaren batean aktibo zegoela ondorioztatu zuen. Honek ekarri du gene kontzeptua zertan den eta genomen eboluzioa nola gertatzen den beste era batera ulertzea. Hala ere, zientzialari talde batek gogor kritikatu dituzte emaitza eta ondorio hauek. Aurretik jakina da giza genomaren %10ak hautespena jaso duela eta hautespena funtzio biologikoekin lotuta dagoela. Hortaz, zientzialari talde honen iritziz, ez da posible giza genomaren portzentaje hain altuak funtzio bat izatea, orain arte eboluzioa ulertzeko moduaren aurka baitoa. Honek ere hautsak harrotzen jarraituko du.

Polemikak, eztabaidak eta lortzen diren emaitzak indarrean zeuden ereduekin uztartzeko saiakerak berrikusi ditugu. Genetikaren garapenarekin batera teoria ebolutiboak fintzen eta sendotzen joan dira, lortzen diren datu genetiko berriak pentsamendu ebolutiboari gehituta. Genetikaren eta eboluzioaren bideak elkarrekin gurutzatzea eztabaida zientifikoarentzat oso aberasgarria izan da eta bi jakintza arloentzat onuragarria. Eta etorkizunean horrela izaten jarraituko du.

Egileaz: Koldo Garcia (@koldotxu) Biodonostia OIIko ikertzailea da. Biologian lizentziatua eta genetikan doktorea da eta Edonola gunean genetika eta genomika jorratzen ditu.

Genetikari buruzko artikulu-sorta

1. Genetikaren ibilbidea (I): Ilarrei begira.
2. Genetikaren ibilbidea (II): Izena duen guztia bada.
3. Genetikaren ibilbidea (III): Kromosomen sekretuak argitzen.
4. Genetikaren ibilbidea (IV): Informazioa helize batean.
5. Genetikaren ibilbidea (V): Informazioa maneiatzen.
6. Genetikaren ibilbidea (VI): Osagaietatik osotasunera.
7. Genetikaren ibilbidea (VII): Eboluzioak eta genetikak topo egin zutenekoak.
8. Genetikaren ibilbidea (VIII): Gaixotasunen genetika.
9. Genetikaren ibilbidea (eta IX): Eppur si muove.