Ross MacPhee es curador del Departamento de Mamíferos en la División de Zoología de Vertebrados del Museo Americano de Historia Natural en Nueva York. Con el tiempo, se ha especializado en paleobiogeografía, diversidad de vertebrados y extinciones, incluyendo los de la Patagonia y Antártica.

Últimamente está interesado en emplear la proteómica (el estudio de las proteínas producidas por un organismo), como herramienta novedosa para rescatar del pasado a un extraño y elusivo grupo de animales. 

Junto con su colega Matthew Collins, del grupo BioArCh, de la Universidad de York, en el Reino Unido, y varios otros investigadores multidisciplinarios, comienza a reconstruir el mundo perdido de los grandes ungulados (mamíferos con pezuñas) suramericanos –mamíferos que el mismo Darwin describiera hace 180 años como “los animales más extraños jamás descubiertos”–.

Este es un extracto de la conversación que sostuvo con Scientific American:

¿Qué tan nuevo es este concepto de usar la proteómica en paleontología?

La proteómica se ha ocupado tradicionalmente de aplicaciones médicas y ecología de enfermedades. Pero en años recientes nuevas tecnologías e instrumentos permiten analizar fragmentos de huesos antiguos.

¿Cuáles proteínas dentro de los huesos son las apropiadas para su estudio?

La proteína clave es el colágeno, que compone hasta el 90% de los huesos. Hay muchas clases de colágeno, pero la que nos interesa es el Tipo I. Lo importante aquí es que el colágeno es una proteína que fabrica una estructura resistente, a diferencia de la molécula de ADN, que después de la muerte del organismo se descompone rápidamente. Este ha sido un desafío para quienes intentan trabajar con ADN antiguo, aunque en los últimos años han logrado grandes avances. El colágeno, en cambio, tarda un tiempo relativamente largo en degradarse.

¿Qué tan atrás en el tiempo entonces nos puede llevar el colágeno versus el ADN dentro de una muestra?

Bajo la mejor de las circunstancias de preservación, el ADN antiguo con calidad para ser interpretado dura unos 800.000 años, un millón a lo sumo. Ya está comprobado que bajo circunstancias similares, en regiones frías, el colágeno sigue interpretable durante 4 millones de años. Mi colegas en el Reino Unido tienen la teoría de que incluso podría durar hasta 10 y más millones de años. Es decir, 10 veces más que el ADN. Los fósiles de los ungulados suramericanos tienen 10.000 años, por lo que la edad no es un tema.

¿Qué le dice el colágeno distinto a lo que le revela el ADN?

Un trozo funcional de genoma/ADN es muy útil para recrear genes y ponerlos en una probeta y ver qué expresaban. Eso es lo que se está haciendo ahora con el mamut, tratando de recrear uno. El colágeno más bien nos deja saber cuál era el árbol genealógico del animal. Aquí estamos hablando de dos genes, no de miles. Pero como las cadenas de colágeno tienen hasta mil aminoácidos de largo, uno tiene mil formas en las que dos animales pueden ser distintos uno del otro. Eso es muy útil para saber cómo los animales estaban relacionados uno con el otro.

¿Y eso cómo ayuda al estudio de los ungulados suramericanos?

No hay grupo de animales que sean tan crípticos desde el punto de vista evolucionario como estos 280 géneros de ungulados nativos de Suramérica. No muchos saben que algunas de las primeras ideas de Darwin para su teoría de la selección natural las tuvo en Argentina y Uruguay con el descubrimiento que hizo de estas extrañas criaturas.

Tienen rasgos físicos que parecen todos sacados de especies diferentes no relacionadas. Por eso desde el punto de vista de la morfología su clasificación siempre ha sido un reto. Además, no está claro si tuvieron un solo origen o varios o si aparecieron antes o después de la transición del Cretácico –Paleógeno, hace 66,2 millones de años.

Pero la proteómica sí nos ayudó a establecer que al menos dos de estos seres, el toxodón y la macrauchenia, están más relacionados con los caballos, tapires y rinocerontes, que con los manatís y elefantes. La técnica no funciona a nivel de especies porque el colágeno es el mismo en todas las especies de animales dentro de un grupo. Pero a nivel de familia, y más arriba, que es donde está el problema de estos ungulados, sí funciona. No podemos decir mucho más sobre ellos, pero sí podemos decir que haber obtenido evidencia molecular tan limpia a partir de esta proteína fue un avance científico.

Toxodon platensis. Ilustración de Jorge Blanco.

¿Qué otras familias de animales incomprendidos podrían beneficiarse con la proteómica?

Familias enteras de aves y reptiles.

No debe ser fácil aislar el colágeno del resto del hueso

Es el problema número uno, e involucra muchos pasos para disolver el material inorgánico del hueso. Luego usamos un espectrómetro de masas con un láser para fragmentar y clasificar los aminoácidos. Pero esto aún no es lo mismo que tener una secuencia que no diga que se trata de una proteína x o y, por eso tenemos que comparar nuestra muestra repetidas veces con el material de otras especies vivientes.

¿Qué futuro le aguarda a la proteómica como herramienta en paleontología?

Es un campo tan nuevo, que aún no hay muchos paleontólogos y químicos analíticos interesados. Tenemos que construir redes interdisciplinarias. Pero ya hay arqueólogos que quieren usar la técnica del colágeno para identificar los huesos de los animales que comían las personas del pasado. Creo que la proteómica del colágeno tiene un potencial grande en la ciencia, más allá del área de la medicina.

Macrauchenia patachonica. Ilustración de Jorge Blanco, del libro Bestiario Fósil de Agustín Martinelli, Analía Forasiepi y Jorge Blanco, Editorial Albatros.