Las Islas Galápagos son el laboratorio viviente de la evolución. Fue allí donde Charles Darwin observó las diferencias en los pinzones que cimentaron su famosa teoría de la selección natural y que sentaba unas nuevas bases para la evolución de la especie humana. Ahora, casi 200 años después, estas islas vuelven a ser noticias, pero por un motivo asombroso: una especie de tomate silvestre parece estar dándole la vuelta al reloj evolutivo.
Pero lo más importante de todo es que esta involución en la vegetación nos abre la puerta a entender cómo unos pequeños cambios pueden darnos un gran abanico de posibilidades en la farmacología humana.
El descubrimiento. Un nuevo estudio publicado en Nature Communications ha descubierto que, mientras la evolución seguía su curso “normal” en las islas más antiguas del archipiélago, los tomates de las islas más jóvenes y hostiles han «involucionado». Y es que están recuperando activamente un rasgo químico que sus antepasados perdieron hace millones de años, algo que no parece demasiado lógico.
Y no es lógico porque todos tenemos en mente que los cambios siempre son a mejor para adaptarse a un medio concreto. Pero estas plantas nos están dando una perspectiva completamente diferente de lo que Darwin dijo, aunque tiene importantes aplicaciones sobre todo en la farmacología.
Un giro químico. El estudio de ‘involución’ se centra en los alcaloides esteroidales (SGAs), potentes compuestos que las plantas de la familia Solanaceae (como tomates, patatas y berenjenas) usan como defensa natural. Estos compuestos tienen una característica clave: la quiralidad.
Esto significa que una molécula puede existir en dos formas que son imágenes especulares entre sí, como si fuera nuestra mano izquierda y derecha, o incluso un reflejo nuestro en un espejo. Las dos formas son las siguientes:
El «tipo tomate» moderno: produce principalmente el isómero 25S.El «tipo berenjena» ancestral: produce el isómero 25R.
De esta manera, en el estudio se está viendo como aunque hace años lo normal era producir 25R, se pasó posteriormente a producir 25S. Ahora, se está dando de marcha nuevamente en la evolución para volver a lo más antiguo.
Detrás de esto se encuentra una enzima llamada GAME8 que ha dictado qué tipo de defensa química produce cada planta. De hecho, los investigadores demostraron que modificando solo ocho aminoácidos de la enzima GAME8 del tomate, podían hacer que dejara de producir su compuesto 25S y fabricara exclusivamente el 25R ancestral. Es, literalmente, un interruptor evolutivo.
Evolución en ‘marcha atrás’. Aquí es donde la trama se complica. Los investigadores analizaron el Solanum cheesmaniae, un tomate silvestre endémico de las Galápagos. Y lo que encontraron desafía la idea de una evolución lineal:
En las islas más antiguas, como San Cristóbal, los tomates producen casi exclusivamente el isómero ‘moderno’ 25S. En las islas más modernas como Isabela, los tomates han cambiado y acumulan altos niveles del isómero ‘ancestral’ 25R.
No es que estas plantas se «quedaran atrás». Los datos sugieren que sus ancestros inmediatos producían 25S, pero las presiones ambientales únicas de las islas más jóvenes han favorecido mutaciones en su enzima GAME8 que la han hecho volver a producir el compuesto ancestral 25R. Es un claro caso de evolución inversa.
Por qué. Las islas más jóvenes son entornos más áridos y hostiles, y la ciencia planta ante este caso que este cóctel químico ‘antiguo’ podía ofrecer una mejor protección contra los patógenos o los herbívoros específicos de ese entorno inhóspito, o incluso ayudar a la planta en condiciones de suelo diferentes.
Lo importante. Más allá de ser una curiosidad botánica, la quiralidad es un concepto fundamental en farmacia. Un isómero de un fármaco puede ser terapéutico, mientras que su ‘gemelo’ especular puede ser inofensivo o, en casos infames como el de la talidomida, trágicamente tóxico.
Entender cómo la naturaleza ha logrado que una sola enzima (GAME8) cambie su producto de 25S a 25R mediante unas pocas mutaciones es un gran avance para la biotecnología. Podríamos, en teoría, usar este conocimiento para diseñar cultivos con perfiles de alcaloides específicos, creando plantas más resistentes o, al contrario, eliminando compuestos anti-nutricionales.
Imágenes | Avin CP
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La noticia
Los tomates de las Galápagos están ‘evolucionando al revés’. Y eso es una noticia espectacular
fue publicada originalmente en
Xataka
por
José A. Lizana
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