La evolución nunca deja de sorprender. Un nuevo estudio publicado en Nature revela que los dedos humanos tienen un origen insólito: la cloaca de los peces. El hallazgo demuestra cómo la naturaleza reutiliza sistemas genéticos antiguos para dar lugar a estructuras nuevas. Comprender este vínculo inesperado abre una ventana fascinante sobre cómo funciona la evolución a nivel molecular.

Del ano a los dedos: la conexión genética que lo explica todo

La cloaca es un orificio compartido para la excreción, reproducción y digestión en peces, aves y reptiles. En mamíferos, esta estructura se divide durante el desarrollo embrionario, formando aperturas separadas. Lo sorprendente es que los genes responsables de formar la cloaca en peces resultaron ser los mismos que, millones de años después, moldearon los dedos en los vertebrados terrestres.

Los protagonistas son los genes Hox, en especial el Hoxd13, conocidos por dirigir la organización del cuerpo. Pero lo clave aquí no son solo los genes, sino las regiones del ADN que los regulan: las llamadas 5DOM. En peces como el pez cebra, esas regiones activan los genes para desarrollar la cloaca, mientras que en mamíferos lo hacen para dar forma a los dedos. Es decir, la evolución recicló un sistema que antes servía al aparato excretor y lo adaptó para generar extremidades.

Este hallazgo confirma un principio esencial: la evolución no inventa desde cero, sino que reutiliza mecanismos preexistentes. En este caso, lo que alguna vez fue útil para formar un orificio excretor terminó siendo la base genética de nuestras manos.

Ratones, peces y un experimento decisivo

Para comprobar la hipótesis, los investigadores compararon embriones de ratón y pez cebra utilizando la técnica CRISPR-Cas9. Eliminaron las regiones reguladoras 5DOM y observaron los resultados. En los ratones, la ausencia de 5DOM impidió el desarrollo de dedos y de los genitales externos. En los peces cebra, en cambio, las aletas no se vieron afectadas, pero la cloaca quedó malformada.

Para visualizar la actividad de estas regiones, se usaron marcadores fluorescentes. En ratones, la señal apareció en las extremidades; en los peces, en la cloaca. El mismo bloque de ADN activaba estructuras distintas según la especie, lo que confirmó la cooptación genética.

El resultado fue claro: manos y cloacas comparten el mismo origen regulador. Esto demuestra que la evolución puede reconfigurar una misma herramienta genética para tareas completamente diferentes.

El papel central de Hoxd13 en la cloaca y los dedos

Uno de los puntos más reveladores del estudio fue la función del gen Hoxd13. En mamíferos, este gen es esencial para el desarrollo de los dedos y del seno urogenital. En los peces cebra, también se expresa con fuerza en la cloaca en desarrollo.

Cuando los científicos eliminaron la región 5DOM, Hoxd13 dejó de activarse en la cloaca de los peces, pero no en las aletas. Esto demostró que, en el mundo acuático ancestral, esa región reguladora estaba dedicada únicamente al aparato excretor. Con la transición hacia tierra firme, el mismo bloque fue adaptado para construir dedos.

La conservación de este mecanismo durante más de 350 millones de años sugiere que la cloaca fue el punto de partida molecular para dos grandes innovaciones: las extremidades y los genitales externos. Una maquinaria genética reaprovechada que muestra la creatividad de la evolución.

Una lección de evolución: reciclar para innovar

Este descubrimiento se inscribe en un fenómeno conocido como cooptación evolutiva: el uso de elementos genéticos antiguos para nuevas funciones. En este caso, la evolución no tomó prestado un fragmento, sino que reutilizó un bloque regulador completo. En lugar de inventar un sistema regulador desde cero para los dedos, aprovechó el que ya existía en la cloaca.

Esto explica por qué ciertas mutaciones genéticas afectan tanto a los genitales como a las extremidades: ambas estructuras comparten el mismo origen regulador. Además, replantea la forma tradicional de estudiar la evolución, que solía centrarse en fósiles y formas externas. Ahora sabemos que las claves están en la regulación molecular, invisible a simple vista.

La lección es clara: la evolución funciona como un ingeniero creativo que reconfigura viejas piezas para nuevos fines. Lo que empezó como un orificio excretor en peces terminó convertido en una de las características más humanas: los dedos.

Referencia:

• Co-option of an ancestral cloacal regulatory landscape during digit evolution. Link.