Así alargó la jirafa su cuello

Cambios en unas pocas decenas de genes explican la particular e imponente figura de la jirafa. Convertida en el símbolo de una de las grandes disputas sobre la evolución de las especies, la secuenciación del genoma de la Giraffa camelopardalis ha permitido identificar las mutaciones genéticas que explican cómo este animal emparentado con los antílopes se convirtió en el más alto que pisa el planeta.

El cuello de la jirafa y el porqué de su largura forma parte ya de la cultura popular. Los dos pioneros de la evolución, el francés Jean-Baptiste Lamarck y el inglés Charles Darwin, usaron a la jirafa para explicar cómo evolucionaban las especies. A comienzos del siglo XIX, Lamarck, que postuló la heredabilidad de los caracteres adquiridos, sostuvo que las jirafas, en su afán por llegar a las hojas más altas, fueron alargando sus cuellos generación tras generación, un alargamiento que acabó por heredarse.

Años más tarde, Darwin le daría la vuelta: por azar, en cada generación algunas jirafas tendrían el cuello más largo, lo que les daría una ventaja adaptativa primando su éxito reproductivo, haciendo que, a la larga, todas las jirafas tuvieran cuellos largos.

Las jirafas acumulan cambios en 70 genes relacionados con el sistema locomotor, cardiovascular y nervioso

Un siglo y medio después, la genética aclara cómo acabó la jirafa pareciendo una jirafa. Un grupo de investigadores estadounidenses y tanzanos han secuenciado el genoma de la jirafa masai, una de la decena de subespecies que hay de este animal. Además, también secuenciaron el del otro representante vivo de la familia Giraffidae, el esquivo y escaso okapi. Para localizar que cambios genéticos hacen tan especial a la jirafa, los científicos compararon ambos genomas con el de otras cuarenta especies de mamíferos, entre ellos los humanos.

"La secuencia genética del Okapi es muy parecida a la de la jirafa ya que ambos divergieron de un ancestro común hace apenas 11 o 12 millones de años, poco tiempo en la escala temporal evolutiva", dice en una nota el biólogo de la Universidad Estatal de Pensilvania (EE UU) y coautor de la investigación, Douglas Cavener. "A pesar de su estrecha relación evolutiva, el okapi se parece más a una cebra y no tiene la impresionante altura y capacidad cardiovascular de la jirafa. Por esas dos razones, la secuenciación del genoma del okapi ofrece una poderosa herramienta que hemos usado para identificar algunos de los cambios genéticos únicos de la jirafa", añade.

Ambos animales comparten la gran mayoría de los poco más de 17.000 genes que forman su genoma pero, en 70 de ellos, la jirafa acumula una serie de cambios que explicarían el éxito evolutivo de un animal que puede rozar los seis metros de altura, que necesita de un descomunal corazón para bombear la sangre dos metros de cuello arriba y que ha desarrollado paredes reforzadas en los vasos sanguíneos de sus extremidades inferiores para que no revienten. Además, en su evolución, su aparato digestivo ha aprendido a sacarle todo el jugo a las hojas de la espinosa y tóxica acacia.

Casi la mitad de esos 70 genes codifican proteínas de las que se conoce su implicación en la regulación del desarrollo y fisiología de los tres sistemas que más modificaciones han sufrido: el locomotor, el cardiovascular y el nervioso. Algunos de estos genes, además, controlan tanto el desarrollo cardíaco como el músculo esquelético, lo que sugiere que el largo cuello y las largas patas delanteras evolucionaron a la par que el corazón y el sistema circulatorio, algo, por otra parte, bastante lógico.

En cuanto a la altura del cuello, las jirafas tienen siete vértebras cervicales, las mismas que el resto de los mamíferos. Lo que sucede es que en su caso, las vértebras fueron elevándose. Al menos dos genes participan en estos cambios, uno que especifica la región del esqueleto que ha de crecer más y otro para estimular ese crecimiento. Esos genes están entre los 70 que los investigadores han localizado con más cambios en sus cadenas de aminoácidos, según publican en Nature Communications.

"El más intrigante de estos genes es FGFRL1, que tiene una acumulación de sustituciones de aminoácidos única en la jirafa", sostiene Cavener. Los cambios se concentran en la parte relacionada con factores de crecimiento. De hecho, estudios en ratones y humanos muestran que una mutación en este gen provoca malformaciones tan en huesos como en el corazón. La intención de los científicos es usar la técnica de edición genética CRISPR para insertar el gen de la jirafa en ratones e investigar así este tipo de malformaciones.

En cuanto al debate entre el darwinismo y el lamarckismo, la genética no da un claro ganador sobre el origen del largo cuello de la jirafa: "Vemos señales darwinianas en al menos tres genes que potencialmente controlan modificaciones epigenéticas (lamarckianas)", explica en un correo el responsable de genómica de la Institución de Ciencia y Tecnología Nelson Mandela, en Arusha (Tanzania) y coautor de la investigación, Morris Agaba. Para él, bien podría tratarse de una historia del huevo y la gallina, sin tener claro qué fue primero, si el ambiente o los cambios genéticos.