Idoia Quintana: “Para comprender el cerebro hay que entender a nuestros ancestros, y los tiburones son su mejor espejo”

Idoia, doctorada en Neurodesarrollo por la Universidad de Santiago de Compostela (USC), experta en embriología y apasionada de la divulgación y los tiburones, es actualmente investigadora senior posdoctoral en transición a investigadora principal en el Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) en Heidelberg, Alemania. Su proyecto busca desvelar los misterios de la formación del cerebro durante el desarrollo embrionario mediante un enfoque pionero: el estudio de la evolución. Además, su investigación se centra en un eslabón clave en la evolución del cerebro, habitante del océano y protagonista de numerosas películas de Hollywood: el tiburón. 

Pregunta: ¿Por qué estudiar la evolución puede servir para comprender algo tan intrincado como el cerebro?

Respuesta: Porque el cerebro es un resultado de la evolución a lo largo de millones de años. Durante mucho tiempo se ha estudiado solo en el humano como si fuese un diseño para algo muy concreto. Se ha comparado mucho con ordenadores, circuitos que resuelven problemas. No obstante, la manera por la que la evolución construye estructuras biológicas es totalmente diferente a como se construye un ordenador. Los ingenieros tienen un problema y hacen un diseño para solucionarlo, pero la evolución no. Esta no es direccionada, no ve problemas. La evolución es un cúmulo de variantes que en algún momento resuelven un problema casualmente. Estas variantes se van fijando unas encima de las otras de manera caótica. Es por ello que necesitamos reconstruir cómo se formó desde el principio.

“Mirar el final del proceso evolutivo es un caos. Sin embargo, si lo deconstruyes entiendes de una manera lógica e increíble cómo ocurrió”

Pregunta: ¿Cómo haces para estudiar el cerebro de especies ya extintas? 

Respuesta: Los cerebros de nuestros ancestros evolutivos no fosilizan. En el registro fósil hay muy pocos cráneos incluso. Por ello, lo que hacemos es mirar especies actuales y compararlas entre sí. Luego, en base a sus semejanzas y diferencias podemos inferir cómo era cada uno de nuestros ancestros. De esta manera, si encontramos una similitud entre el cerebro humano y el del tiburón, significa que probablemente ambas especies comparten un ancestro común que ya presentaba dicha característica.

Pregunta: Tu investigación se enmarca en el campo conocido como Evo-Devo, una combinación del estudio de la evolución con la biología del desarrollo, la ciencia que estudia el proceso por el que un organismo completo se forma a partir de una sola célula. ¿Qué ventajas te aporta la combinación de estos campos?

Respuesta: Primeramente, el desarrollo es el lugar lógico donde mirar porque la mayoría de las mutaciones que causan grandes diferencias en el cerebro ocurren temprano. Cuanto antes aparecen, mayor es, por lo general, su efecto. 

En segundo lugar, es mucho más fácil comparar embriones que adultos porque con estos solo ves el complejo resultado final. Sin embargo, si bajamos suficientemente en el desarrollo todos los embriones, los de vertebrados al menos, son súper parecidos. Esto facilita notablemente las comparaciones y nos dan un punto de partida para estudiar estadios posteriores más diferentes entre sí. Para mí este enfoque es mucho más lógico, más fácil. Vamos de abajo hacia arriba. 

Pregunta: ¿Por qué elegiste al tiburón como modelo de estudio para tu investigación? 

Respuesta: El tiburón tiene muchas ventajas como modelo, pero la mayor es su posición en la evolución. Su línea evolutiva es una de las más antiguas de vertebrados. Surgieron hace 450 millones de años, mucho antes que los dinosaurios, y aun así han conseguido sobrevivir hasta hoy. Sin embargo, lo que los hace tan especiales es que emergieron en el momento en que aparecen las mandíbulas. Antes de los tiburones ancestrales solo había animales filtradores pasivos. No había mucha competencia. No obstante, con las mandíbulas surgen muchísimas especies nuevas y comienza una lucha por la supervivencia y la depredación. Mi hipótesis es que en ese momento hubo una gran ganancia de complejidad cerebral que los tiburones mantuvieron hasta hoy.

Pero hay más, los tiburones tienen la ventaja de que evolucionan muy lento. Mientras otras ramas evolutivas han cambiado muy rápido, su estrategia es la contraria: permanecer estables. Y es que, la estabilidad genética que presentan los convierte en el mejor espejo que tenemos de nuestro ancestro común. Son fósiles vivientes.

“Los tiburones son fósiles vivientes”

Asimismo, tienen vidas y desarrollos larguísimos. Los embriones que yo uso tardan en desarrollarse completamente entre seis y nueve meses. Así pues, procesos que en otros modelos pasan desapercibidos por ser muy rápidos, se nos muestran con vanidoso detalle en tiburón.