Desde que somos pequeños, nos fascinan los animales de la sabana africana. Los libros de cuentos de los niños están repletos de leones, elefantes, monos y, también, jirafas. Con su altura espectacular –cuando estiran el cuello pueden llegar a los 6 m de altura– y casi dos toneladas de peso, lo que más nos llama la atención es el cuello y las patas, excepcionalmente largas para su cuerpo, así como la piel con manchas oscuras sobre un tono basal de pelo amarillento. Esta morfología tan característica ha encendido la imaginación de científicos relevantes, y todos los alumnos de bachillerato que estudian biología saben que durante el siglo XIX se propusieron dos teorías diferentes de la evolución de los organismos, que ahora llamamos teoría lamarckiana y teoría darwiniana (de Lamarck i Darwin, dos grandes científicos del siglo XIX) para explicar cómo las especies podían conseguir y transmitir características diferenciales – como lo es el cuello tan largo de las jirafas.
Las jirafas son herbívoras y su comida principal son las hojas de las acacias que frecuentan en las sabanas. El árbol tiene pinchos, pero las jirafas tienen una lengua larga y delgada que permite arrancar las hojas sin que las espinas les hagan daño. Además, con el cuello tan largo tienen acceso a las ramas más altas, donde el resto de animales herbívoros de la sabana no llegan. Aunque no habló nunca específicamente de las jirafas, Lamarck defendía que los seres vivos evolucionaban por adaptación. En el caso de las jirafas, sus ancestros debieron de empezar a comer las hojas más altas que podían, y el esfuerzo continuado por conseguir las hojas más altas imbuía un "fluido nervioso" en su cuello, que lo forzaría a ser cada vez más largo. Esta adaptación sería heredada por la descendencia, que cada vez se esforzaría por llegar más lejos y como consecuencia, cada vez tendrían el cuello más largo. Por lo tanto, el cuello actual de las jirafas sería consecuencia de una necesidad/adaptación que por esfuerzo continuado se implementaría en los individuos y se transmitiría a los descendientes.
Aunque su hipótesis no parezca del todo iracunda, el lamarckismo –al menos con esta interpretación– no está aceptado, ya que la secuencia de los genes no cambia por esfuerzo ni por adaptación, y los caracteres adquiridos durante la vida del individuo no pasan a la descendencia. Por poner un ejemplo rápido, había la costumbre (ahora prohibida) de cortar la cola a algunas razas de perros. Podían llevar generaciones haciéndolo, pero los perros siguen naciendo con cola y sin ningún efecto sobre su longitud. Darwin, en cambio, propuso que los organismos se seleccionaban por selección natural. En este caso, en la población de jirafas ya había individuos con el cuello más largo o más corto, y los que tenían el cuello más largo podían llegar un poco más lejos que sus congéneres. Puestos a competir por la comida, quizás los que tenían el cuello más largo tenían más comida y se reproducían más, por lo tanto, tenían descendencia que heredaban estas características (ahora sabemos que están controladas genéticamente y, por lo tanto, estos animales transmitían las variantes genéticas que confieren un cuello más largo). Después de generaciones de selección natural sobre los que tienen el cuello más largo y pueden transmitir sus genes, de forma gradual se iría generando una especie en que sus individuos tendrían el cuello más largo (podéis encontrar una buena explicación histórica en este artículo de un blog de divulgación)
Pero, dicho esto, fijaos en que ni Lamarck ni Darwin explicaron (porque todavía no se sabía) cómo las jirafas habían adquirido su cuello. Nos puede parecer que las jirafas son animales imponentes, sin embargo ¿habéis pensado alguna vez en todos los inconvenientes que les puede causar su extrema altura? ¿Cuántos genes presentan mutaciones para poder ser capaces de tener este cuerpo tan especial? Imaginaos: el cuello de la jirafa adulta mide 2 metros, y a fin de que la sangre les llegue al cerebro, su corazón está hipertrofiado y tiene que abombar la sangre con mucha fuerza a fin de que el oxígeno llegue. Eso implica que la presión sanguínea tiene que ser aproximadamente 2,5 veces superior a la que tenemos los humanos. Pero, además, cuando se inclina a beber agua, tiene que poder mantener la presión bajo control para que no se le acumule rápidamente toda la sangre en el cerebro. Los vasos sanguíneos de las finas patas tienen que aguantar este exceso de presión y las paredes tienen que estar engrosadas. Fisiológicamente, implica una "ingeniería" hidráulica llevada al límite. Los tendones nucales, para subir y bajar aquel cuello tan largo, tienen que ser fuertísimos (imaginad la fuerza de palanca que tiene que hacer). Además, las patas largas hacen que tarde a poder levantarse, y una vez está tumbada, la respuesta no es muy rápida si se tiene que escapar de un depredador. Por otra parte, cuando está erecta, tiene una posición alta y privilegiada que le permite dominar a distancia todo su entorno.
¿Qué tiene que decir la genética a todas estas adaptaciones de su cuerpo que se han seleccionado? Hace unos cuantos años se hizo una secuenciación parcial de su genoma y se comparó con el genoma del okapi (la única otra especie viva de la familia de los jiráfidos) y la de la vaca. Ya entonces se detectó que había mutaciones en genes relevantes para la formación de los huesos y de tejidos que eran únicas a las jirafas. Pero justo acaba de salir publicada un análisis mucho más exhaustivo del genoma de la jirafa, comparado con el okapi y 50 especies más de rumiantes. Este estudio demuestra que al menos 490 genes presentan mutaciones específicas y únicas que explicarían todas las adaptaciones que hemos comentado, como variantes que le permiten tener una mejor agudeza visual a distancia (aunque no ven tantos colores como nosotros) y mutaciones sobre genes de ritmo circadiano que les permiten dormir más veces al día, pero con el sueño más ligero, por si hay que escaparse rápidamente. Pero los resultados más espectaculares los encuentran en genes muy relevantes para el sistema cardiovascular, ya que las jirafas presentan múltiples mutaciones que le permiten regular correctamente la presión arterial elevada, sin que sus órganos presenten efectos secundarios (que son los que, por otra parte, dan más problemas a los humanos hipertensos). De todos los genes analizados, el gen FRFL1 presenta 7 mutaciones que hacen única la proteína codificada. Este gen interviene en el desarrollo (por ejemplo, regula la densidad mineral ósea del esqueleto), pero también se expresa en muchos tejidos del adulto. Los investigadores, con el fin de estudiar cuál es el efecto de estas mutaciones, han introducido el gen de la jirafa en el ratón, es decir, mediante edición, han introducido las mutaciones específicas de la jirafa dentro del gen FRLF1 de ratón. ¿Y qué os imagináis que ha pasado? ¿Quizás pensáis que se ha generado un ratón con el cuello más largo, como el de una jirafa? Pues siento desilusionaros, pero el cuello del ratón es normal. Sin embargo, este ratón tiene unos huesos más fuertes y presenta una extremada resiliencia a la hipertensión. Su presión sanguínea no incrementa ni sus tejidos tienen afectación alguna.
Eso es un resultado increíblemente informativo. Muchas personas de nuestra sociedad sufren los efectos de la hipertensión y se tienen que medicar. Ahora tenemos nuevas dianas terapéuticas, nuevos genes e información genética que puede ser muy valiosa para desarrollar medicamentos más efectivos para los humanos hipertensos, y quizás también para quien tiene osteoporosis. ¿Quién nos lo tenía que decir? Quizás en el futuro tomaremos un medicamento para la presión arterial que se ha generado a partir de la investigación genética sobre el cuello de la jirafa.