Científicos del Instituto Francis Crick han desentrañado los mecanismos por los cuales las redes genéticas se modifican con el tiempo para generar la diversidad de patrones de desarrollo observada en las especies. El estudio, liderado por la Dra. Zena Hadjivasiliou, jefa del Laboratorio de Biología Matemática y Física, y publicado en la revista PRX Life, revela cómo mutaciones específicas dentro de estas redes pueden impulsar la innovación evolutiva.
La investigación se enfoca en la evolución de las redes de regulación génica, cruciales para dictar el desarrollo celular. Mediante simulaciones computacionales, el equipo identificó que pequeños ajustes refinan patrones existentes, mientras que innovaciones significativas, como las manchas oculares en las alas de las mariposas, requieren cambios arquitectónicos más profundos en la red genética. El Dr. Harry Booth, matemático e informático en el Crick y coautor del estudio, utilizó más de 100.000 simulaciones para crear una imagen estadística de la evolución en la búsqueda de nuevos patrones.
Según Booth, al alcanzar esta escala, las características aleatorias de la evolución se desvanecen, dejando al descubierto las propiedades generales de estos procesos. La Dra. Hadjivasiliou subrayó la importancia de estos hallazgos para comprender la previsibilidad de los resultados evolutivos, afirmando que su modelo explica cómo eventos pequeños en la historia evolutiva pueden tener impactos duraderos en el desarrollo y la diversidad de las formas animales.
El trabajo sugiere que la arquitectura de la red genética, junto con la mutación y la selección, influye colectivamente en la evolvabilidad y la predictibilidad de los patrones de desarrollo. Un hallazgo clave es que la historia evolutiva deja una marca indeleble, afectando los resultados futuros. El Dr. Booth descubrió que ciertas mutaciones pueden alterar drásticamente el curso evolutivo predicho, actuando como puntos de bifurcación que redirigen la evolución hacia un destino específico a pesar de su aleatoriedad inherente.
Estos descubrimientos ofrecen una perspectiva valiosa sobre los mecanismos del desarrollo evolutivo y podrían guiar futuras investigaciones sobre diversidad genética y adaptación. La capacidad de predecir, hasta cierto punto, las trayectorias evolutivas abre nuevas vías para comprender la diversidad de la vida, indicando que los patrones de selección pueden variar dentro de una red genética, y que la posición de un gen en esta red puede influir en qué genes impulsan la evolución adaptativa.
La investigación subraya que, si bien los ajustes finos son relativamente sencillos, la innovación genuina a menudo requiere una reestructuración más profunda de la red genética.