El Big Bang genético del cerebro: un estudio revela el secreto de nuestra inteligencia

Un equipo de científicos liderado por la Universidad de Oxford ha resuelto uno de los grandes misterios de la biología evolutiva: ¿cómo surgió el complejo y diverso cerebro de los vertebrados? La respuesta, publicada en la prestigiosa revista Nature, apunta a un evento catastrófico y fortuito que ocurrió en los albores de nuestra historia evolutiva. Según la investigación, dos duplicaciones completas del genoma (WGD, por sus siglas en inglés) hace aproximadamente 520 y 500 millones de años, actuaron como el motor fundacional que impulsó la asombrosa diversidad de tipos celulares que vemos en los cerebros de todos los vertebrados, desde los peces hasta los humanos .

El hallazgo zanja un largo debate científico. Durante años, los investigadores discutían si la expansión de los tipos de células cerebrales se debía principalmente a estas raras duplicaciones masivas del genoma o a una acumulación gradual de pequeñas duplicaciones de genes a lo largo del tiempo. Para resolverlo, el equipo analizó los transcriptomas (la actividad genética) de células cerebrales individuales de cinco especies clave: humano, ratón, lagarto, lamprea (un pez primitivo con forma de anguila) y el anfioxo, un invertebrado marino que es nuestro pariente vivo más cercano sin columna vertebral .

Ohnólogos: los genes accidentales que construyeron nuestro cerebro

La clave del descubrimiento reside en los genes llamados ohnólogos. Estos son los pares de genes que se originaron específicamente durante las duplicaciones completas del genoma y que, por algún motivo, no se perdieron en la historia evolutiva. El estudio reveló que estos ohnólogos están desproporcionadamente enriquecidos como marcadores de tipos celulares cerebrales distintos, desempeñando un papel muchísimo más destacado que los genes duplicados por otras vías, como las pequeñas duplicaciones locales .

Contrariamente a lo que se podría pensar, estos genes no evolucionaron para realizar funciones completamente nuevas de la noche a la mañana. El profesor Sebastian Shimeld, autor principal del estudio, explicó que en su lugar, "dividieron las funciones del gen ancestral entre ellos", un proceso conocido como subfuncionalización. Esto permitió que tipos celulares ancestrales y más simples se dividieran en formas más especializadas. Por ejemplo, en el sencillo cerebro del anfioxo, un gen regulador clave puede estar activo de forma generalizada en muchas células. En los vertebrados, las versiones duplicadas de ese mismo gen se despliegan en diferentes tipos de células, ayudando a establecer sus identidades únicas y especializadas .

Una herencia de 500 millones de años

El impacto de aquellos antiguos eventos genómicos no fue un mero impulso pasajero. "Nuestros hallazgos revelan que dos eventos de duplicación genética fueron fundacionales para permitir la evolución de cerebros complejos", declaró el profesor Shimeld. "Al duplicar cada gen del genoma, la naturaleza obtuvo materia prima que podía ser reutilizada para construir nuevos tipos de células cerebrales" .

Esta "materia prima" genética demostró ser increíblemente versátil. Los investigadores descubrieron que el legado de los ohnólogos tuvo efectos sistemáticos que potenciaron la evolución de los tipos celulares del cerebro vertebrado durante cientos de millones de años, incluso mucho después de que ocurrieran las duplicaciones originales. De hecho, estos genes continuaron definiendo nuevos tipos celulares en estructuras cerebrales que evolucionaron mucho más recientemente, como el cerebelo .

El profesor Peter Holland, coautor del estudio, lo resumió de forma contundente: "Las nuevas células cerebrales necesitaban nuevos genes. Y no cualquier gen: eran esos genes extra generados por la duplicación accidental del ADN antes de que el primer pez nadara en el mar" . El estudio no solo reescribe un capítulo clave de nuestra historia evolutiva, sino que también proporciona un marco para entender cómo la complejidad puede surgir a partir de eventos genómicos aparentemente aleatorios.

Shimeld, S. et al., Whole-genome duplication shaped cell-type evolution in the vertebrate brain, Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10629-x

University of Oxford press release, "Ancient genome duplications laid the foundations of complex brains," Phys.org, June 10, 2026.

ORA record (Oxford University Research Archive), preprint abstract for Shimeld et al. (2025/2026).