Viviana Confalonieri y Grupo de Investigación en Filogenias Moleculares y Filogeografía (GIFF).

Grupos de investigación

El árbol genealógico del ADN

Los análisis filogenéticos reconstruyen las relaciones evolutivas de los organismos. La filogenia molecular utiliza genes o secuencias de ADN. Las filogenias permiten reconstruir relaciones evolutivas muy lejanas

31 Ago 2011 POR Patricia Olivella

¿Cómo se trasmite un virus en poblaciones humanas? ¿Cómo y cuándo sufrió un cuello de botella en sus números poblacionales una especie que está en peligro de extinción? ¿Cómo llegó una plaga a determinado lugar geográfico? Estos interrogantes y muchos más pueden ser dilucidados mediante análisis filogenéticos y filogeográficos.

Los análisis filogenéticos son aquellos que reconstruyen las relaciones evolutivas de los organismos. Cuando se utilizan genes o secuencias de ADN para hacerlo, se habla de filogenia molecular. “Las filogenias permiten reconstruir relaciones evolutivas muy lejanas; por ejemplo, descifrar las primeras ramificaciones en el árbol de la vida, en los orígenes de la vida en la tierra, o relaciones tan próximas como las que puedan tener los individuos en una población de la misma especie”, explica la Dra. Viviana Confalonieri, bióloga y directora del Grupo de Filogenias Moleculares y Filogeografía.

El área de mayor interés del grupo es la filogeografía. Para reconstruir las relaciones evolutivas dentro de una especie, se establecen las relaciones filogenéticas entre los individuos a partir de la secuencia de genes. En el ADN, así como están escritas las instrucciones para crear, mantener y reproducir un ser vivo, también están impresas las huellas de la evolución de los organismos. “Ahí está también su pasado”, dice la investigadora.

La Dra. Confalonieri utiliza una analogía muy clara para explicar la filogeografía: “el apellido en nuestra cultura se hereda uniparentalmente de padres a hijos. Uno puede conocer sus ancestros porque, desde épocas remotas, se fue transmitiendo de generación en generación sin recombinarse con el apellido de la madre. Se puede ver dónde hay más frecuencia de ese apellido y de esa manera inferir un origen geográfico. Puede ocurrir que, al emigrar, tus antepasados hayan pasado por la aduana y les hayan cambiado un poco el apellido. Desde entonces, esa generación tiene el apellido cambiado: eso es lo que pasa más o menos con las mutaciones en el ADN mitocondrial, que es una molécula que también suele heredarse uniparentalmente”.

Una de las líneas de investigación más estudiadas por el grupo es la que se relaciona con los análisis filogeográficos de insectos plaga. “La mayor parte de los insectos que estamos analizando tienen en común el hecho de que son nativos de nuestra región, pero que han logrado invadir exitosamente regiones muy distantes”, afirma Confalonieri. “Comparando los genes de muchos individuos dentro de una especie o entre muchas especies distintas, se puede saber qué grado de parentesco tienen y así poder ir reconstruyendo un árbol filogenético. Eso se puede superponer con la distribución geográfica de todas las variantes genéticas y hacer muchas inferencias. Se pueden deducir, por ejemplo, rutas de migración o de colonización a distancia en caso de especies invasoras; cuándo se produjo esa colonización; o determinar si están experimentando algún aumento en su número poblacional, lo que las convertiría en plagas aun más peligrosas. También se puede inferir el centro de origen de una especie, lo que es muy importante a la hora de evaluar cuáles son los posibles enemigos naturales de esa plaga para hacer control biológico”, agrega.

Entre otros temas, los especialistas están investigando qué es lo que provoca el éxito en la colonización de ambientes marginales. “En muchos casos hemos encontrado que este éxito se relaciona con la aparición de poblaciones asexuadas. También hemos visto que la asexualidad podría ser inducida por una bacteria (Wolbachia pipientis) que infectaría a estos insectos, provocando distintos trastornos en la reproducción”, explica la investigadora. W. pipientis es una bacteria que infecta una gran variedad de crustáceos, arañas, ácaros, ciempiés y gusanos parásitos. Su extraordinario éxito se debe a que tiene la capacidad de manipular la biología reproductiva de su huésped, llegando en algunos casos a cambiar el sexo del organismo infectado. Wolbachia se transfiere de una generación del huésped a la siguiente a través de los huevos de hembras huésped infectadas. “Comenzamos a investigar porque había antecedentes en otros artrópodos en donde aparentemente esta conversión a la reproducción asexual se debía a una infección producida por la bacteria Wolbachia. Es como una enfermedad. La pregunta es: ¿por qué la infección de esta bacteria produce este comportamiento? Se podría decir que es un comportamiento egoísta de la bacteria. Por una cuestión de supervivencia, le conviene más que sólo haya hembras, porque los machos no la pueden transmitir de generación en generación. La bacteria afecta la reproducción ya sea provocando partenogénesis, muerte o feminización de los machos”, explica Confalonieri.

Para llevar adelante la investigación, el equipo colecciona insectos en varias regiones del país y del mundo y estudian las secuencias de ADN de varios genes, en varios individuos por población. Finalmente, analizan los datos de las secuencias, aplicando modelos basados en algoritmos matemáticos que, a su vez, se basan en distintos principios y supuestos de la teoría evolutiva y la genética de poblaciones.