Relojes moleculares: definición, usos y problemas
Relojes moleculares
Su reloj le dice qué hora es, pero ¿y si en cambio le informara sobre el momento de los eventos de su vida? Este reloj puede informarle sobre su nacimiento, su cumpleaños número 16, su graduación universitaria, el día de su boda, el nacimiento de su primer hijo, etc. Este reloj todavía dice la hora, solo lo estamos viendo de manera un poco diferente.
Esto es exactamente lo que hace un reloj molecular porque mide la cantidad de cambios en un genoma a lo largo del tiempo. Estos cambios, o mutaciones, se acumulan con el tiempo y la mayoría de estos cambios ocurren a un ritmo constante. Esto nos permite ver tanto cómo evolucionan las especies individuales como cuándo se ramifican evolutivamente unas de otras.
Usos del reloj molecular
Los relojes moleculares están ‘calibrados’ contra los eventos evolutivos que se conocen a partir del registro fósil. Pero, a partir de estos eventos conocidos y tasas de cambio genómico, podemos estimar fechas relativas de eventos evolutivos que aún no están documentados en el registro fósil. Por ejemplo, si sabe que ocurre un cambio cada 700.000 años y puede identificar 42 cambios en general, entonces ha determinado que las dos especies divergieron hace unos 600.000 años.
El análisis del reloj molecular se puede utilizar para crear líneas de tiempo evolutivas para organismos que no tienen mucha huella en el registro fósil. Muchas plantas, hongos y animales de cuerpo blando no dejan fósiles porque no tienen las partes duras del cuerpo para hacerlo. ¡Relojes moleculares al rescate! Para estos tipos, podemos usar los relojes moleculares de organismos que dejan fósiles y hacer inferencias sobre sus cambios genómicos basados en aquellos que nos han dado un buen registro.
Los relojes moleculares pueden ser útiles no solo para identificar cuándo los organismos vivos divergieron con el tiempo, sino también virus como el VIH. Trabajando al revés usando un reloj molecular, los científicos han podido identificar cuándo el VIH saltó por primera vez a los humanos, que fue en la década de 1930.
Los relojes moleculares también pueden ayudar a organizar una línea de tiempo evolutiva. Al comparar datos genómicos de diferentes organismos, los científicos pueden identificar cómo se relacionan los organismos y dónde caen en el árbol evolutivo de la vida. Por ejemplo, han aprendido que los murciélagos y los delfines están más estrechamente relacionados que los tiburones y los atunes. Bastante asombroso, ¿eh?
Problemas con el reloj molecular
Incluso su Rolex no es perfecto, y tampoco lo es el reloj molecular. Aunque la mayoría de los cambios ocurren a una tasa constante, la tasa de cambio puede variar en diferentes genes, en diferentes momentos y entre diferentes organismos. En ciertos casos, esto puede explicarse calibrando el reloj molecular para múltiples genes en lugar de solo unos pocos, pero aún representa un problema para los científicos que usan relojes moleculares.
Incluso cuando se calibran, las estimaciones de los relojes moleculares pueden ser problemáticas porque nuestro registro fósil solo se remonta a unos 550 millones de años. Sin embargo, los relojes moleculares se utilizan para fechar eventos evolutivos que ocurrieron hace más de mil millones de años, e incluso más atrás que eso. Los científicos asumen que los relojes han sido constantes durante todo ese tiempo, ¡pero esa es una gran suposición!
Resumen de la lección
Los relojes moleculares registran un tipo de tiempo diferente, midiendo la cantidad de cambios en un genoma a lo largo del tiempo en lugar de cuántos segundos, minutos u horas han pasado. Desde la identificación de fechas de divergencia, hasta llenar vacíos en el registro fósil, hasta simplemente organizar eventos en un árbol genealógico evolutivo, cuando se calibran con eventos conocidos del registro fósil, los relojes moleculares pueden ser útiles para varios análisis evolutivos diferentes.
Si bien son útiles, los relojes moleculares no son infalibles. Las tasas de cambio pueden no ser constantes, pueden no ser las mismas en todos los organismos y pueden ser diferentes para diferentes genes. Pero, a medida que mejoren la ciencia y la tecnología, también lo hará nuestra comprensión de los relojes moleculares y cómo indican el tiempo evolutivo.