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.
1. irudia: Darwinen “Espezieen jatorriaz”, eboluzioaren mugarririk garrantzitsuena. (Argazkia: Wikimediaren bidez)

1. irudia: Darwinen “Espezieen jatorriaz”, eboluzioaren mugarririk garrantzitsuena. (Argazkia: Wikimediaren bidez)

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.

2. irudia: Ronald Fisher, populazioen genetikaren aita eta Eboluzioaren sintesi modernoaren fundatzailetako bat. RichardWeissen irudia. (Argazkia: CC-BY 2.0 lizentziapean. Wikimediaren bidez)

2. irudia: Ronald Fisher, populazioen genetikaren aita eta Eboluzioaren sintesi modernoaren fundatzailetako bat. (Argazkia: Richard Weissen, CC-BY 2.0 lizentziapean. Wikimediaren bidez)

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.

3. irudia: Linus Pauling, erloju molekularrean lan egin zuen beste gai askoren artean. 1954ean kimikako Nobel saria irabazi zuen eta 1962an Bakearen Nobel saria. (Argazkia: Wikimediaren bidez)

3. irudia: Linus Pauling, erloju molekularrean lan egin zuen beste gai askoren artean. 1954ean Kimikako Nobel saria irabazi zuen eta 1962an Bakearen Nobel saria. (Argazkia: Wikimediaren bidez)

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”.

4. irudia: Dan Graur sututa ENCODEri kritika egiten. (Argazkia: Koldo Garcia, CC-BY)

4. irudia: Dan Graur sututa ENCODEri kritika egiten. (Argazkia: Koldo Garcia, CC-BY lizentziapean)

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.

5 iruzkin

Eman iritzia

Euskarari eta dibulgazioari egindako ekarpenak | Edonola

[…] 2016/01/12 Genetikaren ibilbidea (VII): Eboluzioak eta genetikak topo egin zutenekoak […]

Zubi galduen bila | Edonola

[…] Eboluzionistak garen heinean, dena gure material genetikoan (genoman) “idatzita” dagoela esaten dugu, heredentziaren oinarria DNA baita. Baina, eta baina handi bat da, oraindik ez gara guztiz gai genoma mailan gaixotasun konplexu batekin lotura duten aldaerak beste mailekin lotzeko eta, ondorioz, gaixotasun konplexu horren funtzionamendua ez dugu behar bezala ulertzen. Kontuan izan informazio genetikoa hainbat mailetan zehar “itzultzen” dela funtzio biologikoak (ondo ala gaizki) betetzeko, horiek maila omiko izenez ezagutzen dira (xehetasun gehiago 1, 2 eta 3). Askotan genoma den oinarrizko maila omikoan erantzule bezala nabarmentzen dugun osagai genetikoak beste mailetan ez du aldaketarik. Eta alderantziz, beste mailetan aldaketak edo akatsak dituzten osagai genetikoek genoma mailan ez dira nabarmentzen. Lotuta egon beharko liratekeen bi gertaeren arteko zubia ez dugu ikusten, ez dakigu non demontre dagoen. […]

Selma Huxley ikertzailea, balea eta euskal arrantzaleei so - Zientzia Kaiera

[…] de Zuluetaren iloba zen. Antonio de Zulueta zoologoa izan zen Darwinek 1921ean plazaratu zuen On the origin of Species gaztelaniara hobekien itzuli duena. Juan de Zulueta 1952.ean Nazioarteko Osasun Erakundean sartu eta […]

Tumore barneko heterogeneotasuna eta eboluzioa - Zientzia Kaiera

[…] naturan gaitasun handienak dituzten izakiek bizirauteko probabilitate handiagoak dituztela. Honela, Espezieen Eboluzioaren Teoriaren barnean Hautespen Naturalaren printzipio nagusiak ezarri zituen. Hautespen naturalak komunitate […]

Metabolomika: osotasuna, zatien baturaren aurrean - Zientzia Kaiera

[…] altuak detektatzeko. Metabolomikako lehen esperimentuak Nobel saria birritan jaso zuen Linus Paulingek egin zituela esan daiteke, 1971n 250 bat metabolito analizatu baitzituen hatsaren eta […]

Eman iritzia

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>