Renovación genética

Cuando hablo de poblaciones con pequeño tamaño, siempre aviso del riesgo de consanguinidad en ellas. No es lo mismo cuando una población de 20 individuos (es un decir) está formada por 10 machos y 10 hembras, o bien por 1 macho y 19 hembras. En este segundo caso, los primeros descendientes serían todos medio hermanos, lo cual podría llevar a un desastre en pocas generaciones debido a su consanguinidad. 

Conservación de variedades

La agricultura ha permitido a muchas especies vivir fuera del ambiente adverso de la selección natural. Para hacerlo, utiliza medios artificiales, pero a nivel biológico esas técnicas tienen sus inconvenientes. La FAO, (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura), define como erosión genética a la pérdida de variabilidad (genética) en esas especies cultivadas. 

Equilibrios inestables

Comento la mala situación que estamos viviendo en el planeta y un amigo, con buena intención, me anima en plan que ojalá esto acabe pronto y se arregle. No tengo duda de la buena intención de amigo. Pero tampoco la tengo sobre su ignorancia sobre temas de biología evolutiva.

Variabilidad y selección

En un artículo anterior, comentaba el número posible de gametos diferentes que puede formar un individuo, siempre que sea heterocigoto para varios genes. 

Como base, es preciso que exista variabilidad en los genes, que conocemos como variabilidad génica. Gracias a los diversos alelos y a sus posibles combinaciones, aparecen diferentes gametos y a esto le llamamos variabilidad gamética. Nos indica que los gametos producidos por un individuo heterocigoto no son iguales en cuanto a los alelos de los que son portadores. Como consecuencia de esta variabilidad gamética surge la variabilidad genotípica, cuando estos gametos fecundan o son fecundados para originar un nuevo ser. Al hablar de variabilidad genotípica, nos referimos a los diferentes genotipos que es posible encontrar en una población. 

Espermatozoides. Cada uno con un genoma diferente.
Variabilidad gamética

Todo esto está muy bien. Pero ¿realmente es así? Decididamente, no, y voy a explicarme o intentar hacerlo. En estas consideraciones anteriores me olvido de la selección natural y sus efectos. Además, estoy suponiendo que todos los genotipos se van a manifestar porque tienen las mismas posibilidades de hacerlo. Pero una cosa es que se formen esos genotipos (combinación de alelos coadaptados que posee cada individuo) y otra, muy diferente, que sus individuos portadores alcancen la madurez reproductora. Desde su nacimiento hasta alcanzar ese estado, está actuando la selección natural, favoreciendo a algunos individuos para ser los reproductores que formen la generación siguiente. Ese favorecer se realiza en detrimento de otros individuos portadores de otros genotipos, de otras combinaciones de alelos, que resultan menos favorecedoras a sus portadores.

Cada vegetal con su genotipo.
Variabilidad genotípica

Las poblaciones tienen tamaños variables, pero cada una en concreto suele tener uno casi fijo a lo largo de las generaciones. Ese tamaño viene determinado por los recursos, incluso territoriales, de que disponen sus miembros. Si pensamos en recursos, conviene tener en cuenta que muchas especies poseen profundos instintos explicables por la territorialidad. Entre nosotros, los humanos, también hay sutiles costumbres explicables por una territorialidad encubierta. Incluso en vegetales hay casos explicables por lo que podríamos llamar territorialidad vegetal. En estos niveles básicos se instala una competición entre individuos de una misma generación por seguir viviendo. (Lucha entre hermanos diría alguien con deseos de hacer de la biología una historia lacrimosa). 

Gran tamaño de población.
Es posible gran variabilidad

En el mundo natural, vemos la competencia entre individuos con dos modalidades, definida por la naturaleza de los contrincantes: o bien entre individuos de diferentes especies (competencia interespecífica), o entre individuos de la misma especie (c. intraespecífica), siendo ésta última la más feroz de las dos. Cuando son individuos de diferentes especies los que compiten, siempre existirá alguna característica propia de una de las especies donde no competirá con la otra, por ejemplo algún alimento que no es compartido. Pero en la competencia intraespecífica, ambos competidores comparten características biológicas de todo tipo. 

Es a este nivel donde, creo yo, se instala la competición entre genotipos, pues cada individuo tiene el suyo que le aporta sus propias potencialidades. Es posible que, gracias a los alelos que posee, un individuo esté mas adaptado que otro en un ambiente concreto, alcanzando, por tanto, el estado reproductor. Pero ese camino, más o menos largo, que va desde el huevo al estado reproductor, está jalonado por una gran mortandad. Fue precisamente esta gran mortalidad de las formas juveniles lo que hizo que Darwin comenzase a buscar una respuesta a la pregunta que planteaba un por qué. La respuesta fue la capacidad de adaptación de cada individuo, porque para Darwin, en contra del pensamiento del momento, cada individuo era diferente, singular. Creo que ésta ha sido una de las grandes aportaciones de Darwin a la biología y a la ciencia en general, la individualidad de cada ser vivo, salvo los casos de reproducción asexual. 

Supongamos que un individuo es heterocigoto en diez genes, y que en cada uno de ellos hay solo dos alelos. El número de gametos diferentes que podrá formar en relación a esos diez genes sobrepasa ligeramente el millar. Podemos preguntarnos si se manifestarán todos ellos. Lo primero que hay que suponer es que un gameto no se manifiesta, lo hace un individuo formado a partir de dos gametos, pero pensemos que cada uno de esos gametos lleva una combinación concreta de alelos. Los gametos se diferencian en sus combinaciones de alelos, pero cada una de ellas puede conferir a su portador una capacidad biológica diferente. Por otra parte, combinaciones de determinados alelos pueden generar la emergencia de características propias de esas combinaciones, que desaparecen al desaparecer tales combinaciones. Este conjunto de situaciones genera una gran variabilidad entre los individuos de cada generación, todos ellos sometidos a una gran competencia intraespecífica y extraespecífica. 

Tampoco está mal recordar ahora que es muy poco lo que sabemos en relación a lo desconocido, y nuestra arrogancia nos lleva a querer interpretar todo a la luz de nuestros escasos conocimientos. Así surgen tantas situaciones inexplicables. La lucha por el territorio, la posibilidad de escapar de predadores, la consecución de recursos, muchos otros factores que conocemos y los muchos más que desconocemos, provocan una gran competencia entre los individuos. Sus genotipos les llevarán al éxito o al fracaso, entendiendo como éxito la capacidad de reproducirse, es decir, poder participar en formar la generación siguiente y, de este modo, contribuir al mantenimiento de la especie. 

Todas estas consideraciones son aplicables a cualquier población natural. En todas ellas juega un papel fundamental la variabilidad que ellas mismas encierran, pues en tal variabilidad reside la potencialidad de generar diferentes individuos capaces de enfrentarse con éxito ante desconocidos efectos adversos. La variabilidad está encerrada en forma de dos genomas en cada individuo, cada gen con dos alelos. Si la población posee 15 individuos, se habrán formado a partir de 30 gametos y en esa pequeña cantidad es posible que no haya muchas posibilidades de generar individuos adaptados para inciertos cambios ambientales. Si la población es mayor, por ejemplo, 4.000, ya es otra cosa en cuanto a la posible variabilidad que encierran. 

Por eso es tan importante el tamaño de una población.

¿Por qué evolución?

Podríamos preguntarnos para qué hay evolución, pero sería una pregunta falaz. Supondría una finalidad en el proceso evolutivo, finalidad que no existe. (Sería como preguntarnos para qué llueve). Podríamos, eso sí, preguntarnos la causa de que los organismos evolucionen. Yo contestaría que esa causa tendría componentes intrínsecos y extrínsecos.

PREDADOR - PRESA
SELECCION INTERESPECÍFICA

Los componentes extrínsecos serían los ambientales, los que conforman la selección natural. Pero no sólo serían los factores climáticos, también la disponibilidad de recursos, la presencia de predadores y, atención a esto, los otros individuos de la misma especie. Pues hay selección interespecífica, debida a la acción de individuos de diferentes especies, y selección intraespecífica, debida a individuos de la misma especie, que es la más dura. Ejemplo de interespecífica serían las relaciones predador-presa. Ejemplo de selección intraespecífica sería las competiciones entre machos jóvenes para aparearse con hembras o conseguir el liderazgo de una manada. Todos estos factores, actuando de un modo más o menos conjunto, son componentes de la selección natural.

LUCHA ANTES DEL APAREAMIENTO
SELECCIÓN INTRAESPECIFICA

Pero también debemos considerar los factores intrínsecos de la selección natural. Todos los extrínsecos seleccionan a los individuos mejor adaptados. Para que haya selección natural, es preciso que exista algo que se pueda seleccionar, y éste es el componente intrínseco de dicha selección, la variabilidad. ¿Qué quiere decir esto? Que es preciso que en las poblaciones exista lo que llamamos variabilidad, que no todos sus componentes sean exactamente iguales, que haya individuos que sean capaces de realizar funciones vitales con mayor eficacia que otros de su misma población. Si estas diferencias son debidas a caracteres hereditarios, decimos que actúa la selección.

Todo esto, creo, ya lo vengo diciendo en entradas anteriores, pero podríamos preguntarnos dos cosas, por qué y para qué se produce la evolución. Insisto de nuevo en la falacia de la segunda pregunta. En cuanto a la primera, es fácil contestar. La evolución es un proceso natural que ocurre cuando se dan ciertos factores. Una población evoluciona cuando sus condiciones ambientales presentan algún tipo de adversidad hacia sus componentes, que reaccionan de modo diferencial ante ella. Esas condiciones pueden ser de muy diversa índole y actúa sobre caracteres variables de los individuos. Caracteres que necesariamente han de ser hereditarios si ha de haber evolución. 

VARIABILIDAD EN HUMANOS

Con relación a un rasgo hereditario, una población puede ser homogénea o bien presentar algún tipo de variabilidad. La selección sólo actúa cuando hay variabilidad. Es en ese caso cuando es posible que haya respuestas diferentes ante acciones ambientales adversas. Si no hay variabilidad, habrá homogeneidad, es lógico. Pero la población será vulnerable ante cualquier cambio, dándose el caso de poderse producir una extinción si el cambio no es asumible por los componentes de la población. Cuando hay variabilidad para ese mismo carácter, la población está más protegida ante posibles cambios. Supongamos, es un decir, una población cuyos componentes sólo pueden vivir a 18ºC. debido a un carácter hereditario. Supongamos otra población que, gracias a variabilidad en ese mismo carácter hereditario, puede vivir en un rango de temperatura comprendido entre 16,5ºC. y 20ºC. Está claro qué población tiene mayores posibilidades de sobrevivir ante cambios ambientales. Las modificaciones hereditarias que ocurran en esa población que se acomoda a los cambios ambientales, pueden ir conformando un cambio evolutivo en ella.

VARIABILIDAD HEREDITARIA EN MAIZ

En evolución no hay nada previsto, todo es a ciegas. De haber algo previsto, no habrían ocurrido extinciones de grupos que gozaron de amplia diversificación y distribución geográfica. Se puede pensar en dinosaurios por ser un grupo conocido debido al cine, pero hay muchos más tanto en el reino animal como en el vegetal. Una extinción debido a la falta de la variabilidad genética necesaria para poderse acomodar ante algún cambio ambiental, puede ser considerada como un fracaso evolutivo.

Realmente, ¿es posible considerar la extinción como un fracaso? Hablaré de extinciones, pero tal como la entendemos, sí la considero un fracaso. El hecho de que las poblaciones que conforman una especie sean incapaces de sobrevivir a un cambio ambiental, que no dispongan de estrategia genética para enfrentarlo, lo considero un fracaso.

VARIABILIDAD HEREDITARIA
EN CARACOLES DE TIERRA

Entonces, los no extinguidos, ¿somos grupos con éxito evolutivo? Qué duda cabe. Formamos parte de grupos que, desde que se originó la vida, hace más de 3.500 millones de años, han superado todos los obstáculos planteados por la selección natural y seguimos viviendo. Hemos cambiado de morfología, de hábitat, de costumbres, de muchas cosas, pero pertenecemos a grupos que siguen vivos y, por tanto, que reiteradamente han tenido éxito ante la selección natural.

No faltará quien piense que nosotros estamos más evolucionados que una lombriz y los dos, más que un musgo. Es un error.¿Por qué? Veamos unas cosas. Tenemos la misma edad como grupos biológicos, (llamados taxones). Compartimos edad desde el momento de la formación del ADN y su metabolismo, así como la aparición y consolidación de una síntesis adecuada de proteínas. Los mecanismos de captación de energía significó un inicio de diversificación. Desde entonces, seguimos diversificándonos en todos los sentidos: colonización de nuevos hábitats, aparición de nuevos taxones, etc. Todos con la misma historia evolutiva inicial y diferentes especializaciones posteriores.

TAN EVOLUCIONADOS COMO NOSOTROS CON SU
PECULIAR HISTORIA EVOLUTIVA

Los tres seres vivos que he mencionado, (hombre, lombriz y musgo), realizamos las mismas funciones específicas: nacemos, crecemos, nos reproducimos y morimos. En cada uno de los grupos, estos procesos se llevan a cabo de acuerdo con las estructuras biológicas de cada uno. Pero en seres superiores, mamíferos por ejemplo, existen diversos órganos encargados de regular funciones concretas. Los animales superiores, mamíferos y aves, poseemos una estructura corporal más diversificada, pero no por eso estamos más evolucionados que otros animales, a los que algunos llaman inferiores. (Un derroche de humildad por nuestra parte, claro).