¿Es posible crear un Parque Jurásico?

Saber más Revista de Divulgación de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo Morelia, Michoacán. México - U.M.S.N.H. 2014 Año 3 / Enero - Febrero 2014 / No. 13 Sismos, ofrendas y sacricios humanos Conociendo las levaduras El invasor que llegó para quedarse ¿Es posible crear un Parque Jurásico? Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo Coordinación de la Investigación Científica www.umich.mx www.cic.umich.mx [email protected] [email protected] U.M.S.N.H. Saber más Contenido 10 Portada ¿Protagonistas de Saber más Año 3 /Enero - Febrero 2014 / No. 13 Sismos, ofrendas y sacricios Humanos 2 Hollywood? 4 Es posible crear un Parque Jurásico Conociendo las levaduras El invasor que llegó para quedarse 6 15 18 Secciones 22 ENTREVISTA 26 ENTÉRATE 29 TECNOLOGÍA UNA PROBADA DE CIENCIA 31 LA CIENCIA EN POCAS PALABRAS 32 LA CIENCIA EN EL CINE 34 EXPERIMENTA 35 U.M.S.N.H. ¿Es posible crear un Parque Jurásico? M. en C. Roberto Díaz Sibaja E Saber más Año 3 /Enero - Febrero 2014 / No. 13 ste año se cumplen 20 años del estreno de la popular película de dinosaurios Parque Jurásico. Esta adaptación de la novela homónima de Michael Crichton nos planteó la posibilidad de "resucitar" especies, al clonarlas a partir de ADN contenido en mosquitos atrapados en ámbar de millones de años de antigüedad. De ser posible, esto cambiaría por completo el estudio de las especies extintas, permitiéndonos saber cosas que serían imposibles de conocer sólo con los fósiles. Parafraseando al personaje del Dr. Grant, los paleontólogos clásicos estarían extintos. Sin embargo, existen algunos problemas a esta técnica de "desextinción" que analizaremos poco a poco. 18 El prisionero adecuado. Según la metodología de la ficticia compañía INGEN, de tener ámbar en nuestro poder con el insecto apropiado y del tiempo adecuado. Existe ámbar del Mesozoico y del Triásico tenemos representantes de Italia que sólo contiene ácaros. Del Jurásico tenemos ámbar con hongos del Líbano, con arañas de China, escarabajos de Mongolia y demás bichos no útiles o ninguno como el caso del ámbar de Tailandia. Del Cretácico tenemos muchos más yacimientos de ámbar y algunos de ellos contienen mosquitos como los de España, Canadá y Birmania. De estos lugares sólo el ámbar de Canadá y el de Birmania contienen mosquitos que se alimentaban de sangre. Pero no nos emocionemos, son sólo dos ejemplares y nadie en sus cinco sentidos se atrevería a dañarlos. Pero no sólo los mosquitos beben sangre, existen más insectos "vampiros", pero no existen en el registro fósil. El arma del crimen. Ser mosquito no es suficiente, pues aunque estas criaturas evolucionaron para beber sangre al menos desde el Cretácico no tenían las armas necesarias para penetrar la dura piel de los dinosaurios. Sabemos cómo era la piel de los dinosaurios por impresiones excelentemente preservadas de terópodos grandes, ceratópsidos como Triceratops y algunos picos de pato "momificados". Lo más probable es que los mosquitos picaran a los dinosaurios en zonas sensibles como los párpados, ojos, oídos, la cloaca o en las heridas. Aun así es más probable que los mosquitos atacasen aves y mamíferos de piel más suave, después de todo nadie ha visto a un cocodrilo siendo atacado por mosquitos. Si suponemos que existen otros insectos hematófagos aún no descubiertos en ámbar podríamos sortear este problema. Modales a la mesa. Los mosquitos no son los más selectivos de los insectos hematófagos, de hecho son los comensales menos exigentes y cenan en cualquier restaurante. Un mosquito picará no sólo a un individuo, sino que si puede picará a varios y cuando las condiciones son adecuadas se alimentará incluso de varias especies. Aquí el problema es que para que esto del ADN en ámbar funcione, nuestro mosquito debió de haber cenado en un único lugar antes de quedar atrapado. Contramedidas forenses. Ahora nos enfrentamos al hecho de que sin saberlo, nuestros pequeños “chupasaurios” han destruido gran parte del ADN. ¿Cómo es esto? Simple, los mosquitos al igual que nosotros, digieren su alimento, por lo que el ADN no se conserva por mucho tiempo sin ser desnaturalizado por las enzimas digestivas de estos insectos. Después de todo, la idea de ingerir sangre no es servir como viales de conservación de ADN para los biólogos, sino para obtener nutrientes de ella y uno no puede absorber alimentos sin digerir. ¿Es posible crear un Parque Jurásico? Contaminación antigua. Aun librándonos de la contaminación moderna, el ADN que extrajéramos del ámbar podría ser del mosquito o peor, de varias presas del mosquito como diferentes individuos de la misma especie o de especies diferentes. Si no sabemos la secuencia del ADN de dinosaurio ¿cómo esperamos poder distinguir ADN de una especie de la de otra? Y aún hay más, el material genético antiguo podría ser además de la flora intestinal del mosquito, de sus parásitos, del árbol mismo que generó la resina o de bacterias come ámbar u otros pasajeros microscópicos inadvertidos que quedaron atrapados. Estructura del ADN al Genoma Presencia de ADN. Tenemos que saber si existe ADN antiguo conservado en mosquitos atrapados en ámbar. Lamentablemente nadie se ha dado a la tarea ignominiosa de echar a perder valiosos ejemplares atrapados en ámbar para ver si estos contienen o no ADN antiguo y esto no es imposible, pues se ha encontrado ADN en huesos de al menos dos especies de dinosaurios del Cretácico, en el rey de los lagartos terribles Tyrannosaurus rex y en el dinosaurio pico de pato Brachylophosaurus canadensis. Recientemente se publicó un estudio que responde a esta interrogante y desgraciadamente para quienes pensaron en un parque con dinosaurios, el ámbar no es apto para conservar ADN. U.M.S.N.H. fuentes de contaminación. Obteniendo un genoma. Obtenemos secuencias de ADN de un único dinosaurio pero ¿es suficiente? El ADN no es para nada pequeño, para quienes recuerdan a “Mr. DNA” de la película que se les presenta a los doctores y al abogado durante el recorrido en las instalaciones del parque, "Una cadena de ADN contiene un total de ¡tres mil millones de códigos genéticos! (sic) Si miramos estas pantallas una vez por segundo durante ocho horas al día, ¡nos tomaría dos años ver la secuencia completa! ¡Así de larga es!" Es un ejemplo, pero un genoma completo es más grande que esto. Esperar obtener uno de un único espécimen está fuera de los alcances de la ciencia moderna. ¿Es posible crear un Parque Jurásico? Saber más Contaminación moderna. Uno de los grandes problemas del estudio del ADN y en especial del ADN antiguo es la contaminación con ADN de bichos modernos. Por ejemplo, cuando se secuenció el genoma del Neandertal, muchos científicos dudaban de que en realidad se tratara de ADN de este hombre extinto y se pensaba que se trataba de contaminación con ADN del personal que trabajó y manipuló los restos fósiles. Está claro que no confundiríamos ADN de humano con ADN de dinosaurio (al menos si tenemos fragmentos grandes de este último), pero pensemos en otras Año 3 /Enero - Febrero 2014 / No. 13 Extracción. Ahora surge el siguiente problema, la obtención de ADN no es tan sencilla como pudiera parecer, incluso hoy los biólogos tienen problemas para extraer ADN de ejemplares recién capturados o de colecciones de pieles u otros tejidos. Existen protocolos de extracción para distintos tipos de tejido y estos han surgido tras numerosas pruebas de ensayo y error, pero dado que nadie ha tratado con ámbar, no existen protocolos para extraer de este material. Extracción de ADN de Neandertal 19 U.M.S.N.H. Proceso hipotético de clonación de dinosaurios Saber más Año 3 /Enero - Febrero 2014 / No. 13 Reconstrucción de ADN. Una cosa es tener la secuencia y otra es tener el ADN. A diferencia de lo que se pudiera creer, una secuencia no es el ADN en sí mismo, es un archivo digital que nos dice el orden de los nucleótidos (bloques de construcción del ADN). Tendríamos que fabricar ADN artificial a partir de esa información. ¿Se puede? Sí, en 2007 los científicos desarrollaron el primer genoma artificial y en 2010 lo introdujeron a un organismo sin ADN para ver si funcionaba y lo lograron. Claro, ésta era una bacteria y no se compara al monstruo de genoma de un dinosaurio. Pero en teoría es posible tomar un código y recrearlo. 20 Creando cromosomas. El ADN en un animal existe de forma ordenada en estructuras discretas llamadas cromosomas que aunque parecen una sopa gigantesca casi todo el tiempo, en realidad están separados uno de otro como los espaguetis individuales en una pasta. Lo que los científicos deberían hacer a continuación es crear cromosomas individuales para completar el cariotipo (juego completo de cromosomas) y así tener las instrucciones adecuadas para hacer un bebé dinosaurio. Fisiología de la reproducción. Supongamos que sorteamos todos los obstáculos hasta ahora presentados y tenemos una réplica de un núcleo de célula de dinosaurio, listo para ser insertado en un óvulo donante e iniciar su división para formar un bebé dinosaurio. ¿Qué óvulo usar? Los dinosaurios tienen dos parientes vivos, los cocodrilos (sus primos terceros) y las aves (sus descendientes). Lo más lógico sería usar óvulos de ave y lógicamente no usaríamos huevos de colibrí, sino de algo mucho mayor, quizá un avestruz. Después de todo, los dinosaurios más grandes no ponían huevos mayores al tamaño de una pelota de vóleibol. Esperemos lo mejor y que el huevo más grande de hoy sea suficiente para nuestro bebé misterioso. Otros problemas podrían ser el grosor y estructura de la cáscara, pero la verdad es que se conocen huevos de muchos dinosaurios y éstos tienen una estructura similar a la de los huevos avianos, por lo que nuestra cría respirará sin problema. Hembra de Anopheles stephensi alimentándose Mosquito culícido en ámbar del Cretácico de Birmania ¿Es posible crear un Parque Jurásico? U.M.S.N.H. Una forma de justificar estos ensayos es la gran cantidad de conocimientos en ingeniería genética que se generarían antes de tener al dinosaurio y posteriormente, la cantidad de información que los estudiosos de la vida presente y pretérita podrán obtener de una criatura extinta. Como los personajes de la novela y la película lo ponen de manifiesto durante la hora de la comida, este tema no es fácil de zanjar y genera debates candentes a la luz de distintas ópticas e ideologías. Desafortunadamente para quienes desean ver a un dinosaurio del Mesozoico vivo, el clonar a estas magníficas criaturas que durante siglos han cautivado nuestra imaginación es por ahora imposible. Quizá tendremos que contentarnos al estudiar los pocos vestigios rocosos que nos legaron y de cuando en cuando alzar la mirada a los cielos para contemplar el vuelo de los dinosaurios vivientes, las aves. M. en C. Roberto Díaz Sibaja, investigador del Laboratorio de Paleontología de la Facultad de Biología, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. ¿Es posible crear un Parque Jurásico? Año 3 /Enero - Febrero 2014 / No. 13 Asumamos que hemos logrado lo improbable, que encontramos mosquitos fósiles del Mesozoico, que uno de estos mosquitos logró beber sangre de un único dinosaurio, que no digirió la sangre hasta degradar todo el ADN, que este se conservó intacto durante millones de años, que lo logramos extraer sin contaminación, que lo logramos separar de ADN de otros organismos del pasado, que obtuvimos un genoma completo de una especie de dinosaurio, logramos reconstruir artificialmente todo ese genoma, lo recreamos como cromosomas individuales, supimos que genes inactivar, que nuestro donante de óvulo es el adecuado y que nuestro bebé creció hasta convertirse en una criatura sana. Es ahora cuando entran las cuestiones que no pensamos detenidamente desde el principio: las implicaciones éticas y morales. Saber más Comportamiento. Y si como decía el personaje del Dr. Grant “El T. rex no quiere ser alimentado, quiere cazar. No puedes eliminar 65 millones de años de instinto animal”. Bueno, en realidad no sabemos casi nada de la vida social de los dinosaurios ¿Cómo esperamos criar bien a nuestro pequeño? ¿Y si requiere de ciertos productos maternos como la “leche” que secretan algunas aves para alimentar a sus pollos? ¿Qué pasaría si nuestra criatura es un ser social y necesita compañeros de su especie? La verdad es que pensar cómo recrear un dinosaurio es casi tan difícil como pensar qué hacer con él una vez que se tiene con el objeto de mantenerlo lo más saludable posible. 21