Poblaciones preadaptadas

Soy dado a los refranes y respeto la sabiduría que encierran. Pensaba hoy en uno que, además, es un bonito juego de palabras: “El buen tiempo es que en cada tiempo haga su tiempo”.La verdad es que es así, pues toda nuestra estructura social gira con un condicionante, que en cada tiempo haga su tiempo.

También en biología, el tiempo como estado atmosférico es importante. Para los seres vivos, las condiciones atmosféricas y su secuencia a lo largo del tiempo en uno de los principales factores de la selección natural. No es cuestión de que haga frío o calor o deje de hacerlo. Es que tales condiciones deben presentarse cuando esos seres están en la fase vital que requiere tales condiciones.

Escenario de la Selección Natural

En ocasiones nos maravillamos del perfecto engranaje que relaciona las fases biológicas de los seres con las condiciones atmosféricas de los lugares en que viven. Los ciclos de las diferentes estaciones en lugares concretos, condicionan los ritmos biológicos de los seres que viven en ellas, tanto animales como vegetales. 

Todo esto lo pensaba uno de estos días, cuando viajaba desde Santiago a Lugo. Caía una lluvia menuda y pausada, muy gallega, que a lo lejos se transformaba en niebla que difuminaba el horizonte. Un día muy nuestro, que nos ayuda a interiorizar pensamientos. Yo miraba el campo, mojado y sus múltiples gamas de verdor. El buen tiempo es que en cada tiempo haga su tiempo. Si atendemos este dicho, este año no ha habido buen tiempo, todo ha estado desbaratado y fuera de sus ciclos estacionales. Realmente, son ya varios los años en los que el tiempo parece haberse vuelto loco.

Actúa la Selección Natural

En no pocas ocasiones me pregunto cómo afectan estos cambios al conjunto de seres vivos, a lo que conocemos como biosfera. Tampoco voy a ser tan petulante como para predecir la magnitud de las variaciones que se puedan producir, pero sí puedo expresar mis preocupaciones acerca de lo que ocurre y su posible incidencia en el mundo de los seres vivos. En más de una ocasión he comentado la importancia que tiene para una población dada el disponer de variabilidad génica, a poder ser abundante. Esta variabilidad permite que en cada generación aparezcan individuos con genotipos extremos que son inviables en condiciones normales, pero si por alguna causa cambian estas condiciones, alguno de esos genotipos poco frecuentes pueden sobrevivir y permitir, gracias a ellos, la supervivencia de la población dada. Perderá mucha variabilidad, pues habrán alelos incompatibles con la actividad biológica en esas nuevas condiciones ambientales, pero la población seguirá viva, reproduciéndose y generando descendientes fértiles. La población se ha salvado, sí, pero ha perdido mucha variabilidad, aunque yo me pregunto muchas veces para qué sirve esa variabilidad si no es como una especie de seguro que en cada generación promueve la aparición de genotipos adaptados frente a posibles cambios, permitiendo de este modo la supervivencia del grupo de individuos. Por esta razón, muchos denominan “preadaptación” a esta variabilidad que tiene las especies, o las poblaciones, y cuando está presente en ellas se dice que están preadaptadas como indicativo de su supuesta capacidad de resistir a los cambios que se vayan produciendo. Claro que, normalmente, los cambios que se producen son pequeños, consisten en ligeras modificaciones medioambientales y en la mayoría de las veces, reversibles e imperceptibles a nuestros ojos.

Selección Natural actuando

Ahora, sin embargo, estamos asistiendo a cambios bruscos y perfectamente constatables por nosotros mismos. Me gustaría saber de qué modo esto incide en la biología de las poblaciones presentes en nuestros lugares. No quiero hablar de los efectos más drásticos, las extinciones, pero sí constatamos cambios ecológicos importantes. Por ejemplo, en las proximidades de Lugo ya son habituales las cigüeñas y de año en año vemos cómo crece el número de sus nidos. Se asientan en una zona a la que nunca habían llegado, pero no es de extrañar, los cambios climáticos, como cambios ambientales que son, modifican áreas de distribución de poblaciones. De este modo, el registro fósil nos habla de poblaciones que vivieron en determinados lugares, hoy desaparecidas en ellos.

¿Son tan intensos los cambios como para producir estas incidencias? No lo sé, lo que sí vemos todos es cómo las condiciones ambientales se modifican en una dirección concreta de calentamiento del Planeta, y los seres vivos estamos en él. La geología, mediante el registro fósil, nos muestra cómo en el mundo de los seres vivos de cada época, han ocurrido grandes cambios propiciados por las modificaciones climáticas. Pero también es la geología la que nos dice que tales cambios se produjeron de modo muy gradual, con pasos muy pequeños a lo largo del tiempo, mientras que en esta época en que vivimos los cambios son amplios y casi repentinos, de modo que nosotros mismos podemos constatarlos a lo largo de nuestra vida.

Escenario de la Selección Natural

No hay duda de que la acción nuestra está incidiendo de modo negativo en el mundo de los seres vivos. Aparte de haber propiciado muchas extinciones de especies, por destrucción de hábitats, también estamos modificando las condiciones ambientales en las que deben desarrollar su actividad los futuros seres vivos. A ver qué ocurre, pero de momento parece que los ritmos de las estaciones se han modificado, así como sus duraciones, sus temperaturas máximas y mínimas, su pluviosidad y otros tantos parámetros medioambientales. Esperemos que las poblaciones estén provistas de las necesarias variabilidades génicas, pues de tales variabilidades depende su posible adaptación a esos cambios. Por eso, repito que a esas situaciones génicas se les conoce también como “preadaptación”, y se les considera como una potencialidad propia de las poblaciones que les permitirá resistir ante los cambios que se vayan presentando.

Genes dominantes

Una vez escuché a un alumno decir que él era “como un gen dominante”. Por la manera con que lo decía, pensé que aún tenía mucho que aprender. Claro que, en último caso, para eso estaba en la Facultad de Biología y yo estaba encargado de hacerle  comprender la fatuidad de su comentario.

Porque, vamos a ver, ¿qué quiere decir “dominante”? Este concepto se lo debemos a Mendel. Antes de él, ya se habían realizado cruzamientos experimentales con animales y plantas, pero habían estado mal planteados y, por tanto, no habían aportado información ninguna. Mendel siguió un protocolo muy cuidado en sus cruzamientos, utilizando líneas puras con alternativas morfológicas bien definidas, y vio que en la primera generación filial, a la que llamó F_1, uno de los dos caracteres paternos parecía desaparecer, pues los miembros de esa generación mostraban de modo uniforme el rasgo de un solo progenitor. Hasta aquí habían llegado los experimentos anteriores de cruzamientos, pero Mendel siguió con los individuos de la F₁, dejando que se cruzasen entre ellos. En su descendencia reaparecieron individuos con el carácter desaparecido en la generación anterior. Es decir, el “factor hereditario” determinante de este carácter, estaba presente en los individuos de la F₁, si bien no se mostraba. Los individuos de la F₁ habían recibidos un “carácter hereditario” de cada uno de sus progenitores, aunque sólo mostraban el efecto de uno de ellos. Al factor que se mostraba, Mendel llamó dominante y, de modo similar, al oculto llamó recesivo. No había daño ni efecto negativo de algún tipo por parte del factor dominante hacia el recesivo. Simplemente, lo enmascaraba cuando estaban juntos.

Tal vez el término dominante haya dado lugar a un error conceptual en personas sin muchos conocimientos de genética, de tal modo que equiparan “dominante” con “ideal”. Pero conviene aclarar alguna cosa. En primer lugar, no existen genes dominantes. Los genes, formados por ácido nucleido, son los responsables de regular funciones concretas, mediante los enzimas de cuya síntesis son responsables. A mediados del siglo XX se acuñó el aforismo.”un gen-un enzima”, que posteriormente se modificó por “un gen-un polipéptido” debido a que hay enzimas formados por más de una cadena peptídica.

POLIDACTILIA EN HUMANOS
DEBIDA A UN ALELO DOMINANTE

Pero que un gen sea responsable de regular una función, por ejemplo color de pelo en conejos o grupo sanguíneo en humanos, no quiere decir que siempre se regule del mismo modo. Lo mismo que hay diversos grupos sanguíneos humanos (A, B, AB, 0), existen diversos tipos de colores de capa en conejos: gris, negro, chinchilla, canela, Himalaya, albino y algunos más. Los responsables de estas alternativas funcionales se llaman alelos. Si un individuo tiene los dos alelos iguales, decimos que es homocigoto. Si los tiene diferentes, es heterocigoto.

Y cuando es heterocigoto, ¿cuál es el aspecto del individuo, cuál es su fenotipo? Es ahí donde entra en juego el concepto de dominante y recesivo, pues puede ser que se manifieste un alelo y el otro quede enmascarado, llamando dominante al que se manifiesta, o bien que se manifiesten ambos alelos, como es el caso de nuestro grupo sanguíneo AB, cuyos individuos son heterocigotos para los alelos que determinan el grupo A y el grupo B. En este caso, puesto que en el heterocigoto se manifiestan los dos, ambos cumplen la definición de dominante y decimos de ellos que son codominantes.

Muchos piensan que los alelos dominantes son los mejores. Bueno, no tanto. Hay un mutante dominante en el hombre, llamado sindactilia, que provoca que los dedos estén unidos entre ellos y es un alelo dominante. También es dominante el alelo que determina la polidactilia, que determina que haya más de 20 dedos en un individuo. Supongo que a nadie le apetece tener estos dominantes.

LOS FENOTIPOS SALVAJES SUELEN ESTAR DETERMINADOS
POR ALELOS DOMINANTES

Una cosa es alelo dominante y otra, diferente, alelo favorecido por la selección natural. En otro lugar he dicho que los alelos que determinan los fenotipos salvajes y silvestres son dominantes, pues confieren a sus poseedores el aspecto favorecido por la selección natural. Color, época de floración, olor, etc. Todos estos fenotipos están muy fijados, si bien existen muchos recesivos que pueden provocar un cambio de morfología si acaso ocurren cambios ambientales. Es lo que llamamos “variabilidad encubierta”. Pero la aparición de un alelo dominante en circunstancias actuales, modificaría el aspecto de su poseedor y tal vez la selección natural lo eliminase en una sola generación. Muchas veces, a los mutantes que modifican la morfología de los individuos, se les ha considerado como curiosidades de laboratorio, pues en la naturaleza no habrían sobrevivido. Sobreviven gracias a cuidados en jardines o granjas.

La dominancia (y la recesividad) la debemos entender a nivel bioquímico. He dicho antes que la acción primera de un gen es regir la síntesis de un polipéptido con función enzimática. Esa enzima actuará sobre un substrato llevando a cabo una acción concreta.

En homocigosis hay un solo enzima en la célula, pues son iguales los dos alelos, pero en heterocigosis hay dos enzimas diferentes, cada uno de ellos regido por cada uno de los dos diferentes alelos del gen presentes en la célula, y los dos enzimas deben actuar sobre el mismo substrato para llevar a cabo una reacción diferente. ¿Qué alelo será el dominante? El que consiga llevar a cabo la reacción en el sentido que él determina.

FLOR BLANCA POR AUSENCIA DE PIGMENTO
ACCIÓN DE ALELOS RECESIVOS

Por ejemplo, un alelo puede ser recesivo por no formar enzima. Decimos de él que es un mutante mudo. Es el caso de ausencia de pigmentos y flores blancas o pelaje blanco debido a de la luz al atravesar membranas vacías. En casos en que ambos alelos rigen la síntesis de un enzima, en la célula heterocigótica están presentes las dos enzimas. Aparece una competencia entre ellas para realizar la reacción en la dirección determinada por cada una. Diversos factores bioquímicos influyen en cómo se realice la reacción, pero el alelo dominante es el responsable del enzima que la controla.

Muchos biólogos no creen en la dominancia ni, consecuentemente, en la recesividad. Muchos alelos que a simple vista se comportan como dominantes, con otros métodos de análisis son claramente codominantes. A fin de cuentas, en un gen concreto que está en heterocigosis, hay dos alelos diferentes y ambos están trabajando. Ninguno anula al otro.

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