viernes, 8 de diciembre de 2017

Evolución en tiempo real I. Introducción y selección artificial

Como hace mucho que no escribo y en relación a la pequeña charla que he dado esta semana en el XI Maratón Científico en el Real Jardín Botánico (RJB-CSIC) me gustaría comentar algunos casos sobre evolución en tiempo real de esos que luego vienen tan bien para convencer a los escépticos (sí, aunque parezca increíble aún quedan yo he conocido casos).

Para empezar podemos definir la evolución de manera sencilla y tal y como la mayoría de la gente la entiende, como una serie de cambios en los rasgos de los individuos que pueden dar lugar a la larga a nuevas especies. Según la teoría de la evolución todos los individuos son originados a partir de otros pre-existentes, teniendo todos las especies un ancestro común a partir del cual se ha generado toda la diversidad que vemos hoy en día. Ahora bien, hay que tener en cuenta que los distintos procesos evolutivos actúan sobre "lo que hay". Con esto pretendo decir que dependiendo de la diversidad genética de una especie habrá una mayor o menor posibilidad de que ocurran estos cambios. Por otro lado, y en relación a la velocidad a la que ocurre el proceso, es necesario tener las velocidades de crecimiento y el tiempo que requiere dar lugar a una nueva generación, los cambios serán mucho más evidentes por ejemplo en las especies de bacterias que en plantas de crecimiento lento y larga vida como las secuoyas. 

El problema que tienen algunas personas al entender el concepto se basa en que imaginan que tiene lugar en un único individuo que sufre una serie de mutaciones que lo diferencian del resto, imaginando el proceso a corto plazo. En la realidad lo que ocurre y explicado para que sea fácil de entender es lo siguiente. En una población de una especie existen una serie de individuos con características diferentes, tanto a nivel externo (fenotipo) como a nivel de su genoma (genotipo). La variabilidad va a ser mayor en especies con reproducción sexual donde los descendientes no serán idénticos a los progenitores al combinarse la información de ambos, pero también puede existir una cierta variabilidad en organismos de reproducción asexual provocada por ejemplo por errores a la hora de replicar el material genético. Los procesos evolutivos actuarían sobre esa variabilidad. 

La selección natural consistiría en un filtrado de los rasgos que existen en la población por algún agente externo. Por ejemplo si en una población de plantas tenemos individuos adaptados a la sequía y otros que requieren una mayor humedad, en un periodo de sequía prolongada morirán la mayoría de los individuos del segundo grupo, habiéndose producido una selección y disminuyendo la frecuencia de ese grupo en la población. Si esas condiciones se mantuvieran muchos años, a lo largo de varias generaciones los individuos con genotipos poco apropiados para la sequía acabarían desapareciendo. 

Una vez quedando claros estos conceptos (si alguien no los entiende puede contactar conmigo) pasamos a ver varios ejemplos que demuestran la teoría. Éstos los vamos a agrupan en casos que ocurren de manera natural y casos resultado de la selección artificial, es decir, por la acción humana. 

1. Evolución por selección artificial
En relación a la selección artificial vamos a comentar dos casos básicos: el de las razas de perro y el de las verduras crucíferas.

Razas de perros 
Como casi todo el mundo sabe, el perro (Canis lupus subsp. familiaris) es una subespecie del lobo (Canis lupus). Sin embargo el parecido de algunas razas con sus ancestros es más bien pequeño. La domesticación ha dado lugar a una gran variedad de razas por selección artificial dependiendo del aspecto que se deseaba que tuviera el perro. Esta selección por los rasgos (selección fenotípica) también implica una selección de nivel de genes, con una baja diversidad genética en las razas (Vaysse et al., 2011). Además la selección para crear determinadas razas ha dado lugar a una serie de problemas de salud característicos de cada raza y que son heredados (Farrel et al., 2015). Actualmente existen una gran cantidad de razas, con distintos momentos y lugares de origen, mostrando una historia evolutiva bastante compleja (Parker et al., 2017, Fig. 1).
Figura 1. Relaciones evolutivas de las distintas razas de perro indicándose el porcentaje de apoyo de las distintas ramas del árbol. 
Verduras crucíferas
En relación a las verduras crucíferas, se trata de un conjunto de vegetales que consumimos que tienen su origen en las especies Brassica oleracea y Brassica rapa. La selección artificial de Brassica oleracea ha dado lugar a una gran variedad de verduras, incluyendo el brócoli, la coliflor y las coles de Bruselas entre otros, y mostrando una gran diversidad morfológica (Liu et al., 2014). Según estudios recientes, esta gran diversidad ha sido posible gracias a la hibridación entre B. rapa y B. olereacea, así como al cruce de híbridos con sus ancestros y  a casos de poliploidía o duplicación genética (Zhang et al., 2016). Se han hecho varios estudios para conocer la diversidad genética de Brassica oleracea y las relaciones evolutivas de sus distintas variedades, siendo el de Golicz et al. (2016) uno de los más recientes (Fig. 2).

Figura 2. Filogenia de las distintas variedades de la especie Brassica oleracea incluyendo el brócoli (Broccoli), la coliflor (Coliflower), las coles de Bruselas (Brusels), la col (Kale), el colinabo (Kohlrabi) y el repollo (Cabbage). TO1000 es una cepa de la especie de crecimiento rápido y Macrocarpa es una cepa de la variedad salvaje. 

No hay comentarios:

Publicar un comentario