NeoFronteras

Un error de hace 100 millones de años

Área: Biología — Lunes, 25 de Octubre de 2010

Una mutación genética en las plantas con flores de hace 100 millones de años permite obtener pistas de cómo funciona la evolución.

Foto
La flor de la boca de dragón. Fuente: wirehead vía Flickr.

Investigadores de la Universidad de Leeds han estudiado la historia evolutiva de una mutación genética sobre los últimos 100 millones de años. Esta mutación permitió en su día a las plantas tener flores con parte femenina y masculina.
El estudio ha sido publicado en PNAS y proporciona un ejemplo perfecto de cómo la diversidad aparece a partir de ese tipo de errores genéticos. Además abre la puerta a investigaciones futuras sobre cómo la Naturaleza consiguió la evolución de las flores y cómo éstas están hechas, flores que son el origen de las semillas y frutas que comemos los humanos y nuestro ganado.
En un determinado grupo de plantas el gen implicado en la creación de los órganos femeninos y masculinos de las flores ha sido duplicado para crear dos copias muy similares. En la Arabidopsis una copia todavía hace partes masculinas y femeninas, pero la otra copia ha adquirido un papel totalmente diferente: hace que se abran las vainas de semillas. Pero en la boca de dragón (Antirrhinum) ambos genes todavía están relacionados con los órganos sexuales. Una copia hace las partes femeninas pero retiene todavía un pequeño papel en las partes masculinas, mientras que la otra sólo tiene una función sobre los órganos masculinos.
La boca de dragón está justo en el momento evolutivo de dividir el trabajo efectuado por estos dos genes, un momento clave en el proceso evolutivo. Más genes con diferentes papeles proporcionan a un organismo mayor complejidad y abre las puertas a la diversificación y a la creación de nuevas especies.
Mediante el seguimiento hacia atrás en el árbol filogenético de las plantas con flores los investigadores han calculado que esta duplicación genética se dio hace 120 millones de años. Pero la mutación que separa el uso de estos genes que hace Arabidopsis y Antirrhinum ocurrió 20 millones de años más tarde.
Los investigadores han descubierto que el comportamiento diferente del gen en cada tipo de planta está ligado a un aminoácido. Aunque los genes son muy similares, las proteínas que codifican no siempre tienen la misma secuencia de aminoácidos. Cuando el aminoácido está presente la actividad de la proteína se limita a los órganos masculinos. Cuando no está la proteína es capaz de interaccionar con otras proteínas relacionadas con la producción de flores, permitiendo hacer tanto las partes femeninas como las masculinas.
Según dice Brendan Davies la pequeña mutación engaña a la maquinaria de la planta para que inserte un aminoácido extra y este pequeño cambio ha creado diferencias dramáticas en cómo estas plantas controlan los órganos reproductivos. “Esto es la evolución en acción, aunque todavía no sabemos si esta mutación resultará ser un camino sin salida o quizás dé lugar a más complejidades futuras”, añade. “Nuestra investigación sería un ejemplo excelente de cómo una oportunidad de imperfección espolea cambios evolutivos. Si viviéramos en un mundo perfecto sería mucho menos interesante, sin diversidad y sin oportunidades para que se desarrollaran nuevas especies”.
Estos investigados planean ahora estudiar la interacción de proteínas que permite la producción de tanto partes femeninas como masculinas, así como una parte de un proyecto de investigación sobre las bases genéticas gracias a las cuales las plantas producen flores.
A partir de ahora seguro que no veremos con los mismos ojos a las bocas de dragón. Una típica planta ornamental.

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Fuentes y referencias:
Nota de prensa
Artículo original.

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23 Comentarios

  1. Juan Díaz:

    “La imperfección espolonea cambios evolutivos”, pregunto solamente: ¿puede leerse como sinónimo que la diversidad y las imperfecciones aumentan la complejidad de los sistemas?.
    Cuando, en otra nota, se dijo: “la complejidad politica aumenta poco a poco”, significaria eso, necesaria, (o probabilisticamente solo) que: ¿podemos aumentar la complejidad politica introduciendo errores, o sesgos tipo “efecto mariposa” para acelerar la complejidad del sistema?
    Como ven sólo soy un filósofo. Es por mis genes con errores, tal vez, gracias de seguro, a la deidad azar.

  2. NeoFronteras:

    Hay que aclarar que en Biología evolución no significa progreso, sino cambio.
    Para que la evolución biológica se dé hace falta una variabilidad (mutaciones, sexo, etc.) y una presión de selección. Se van seleccionando los que tienen mayor éxito reproductor.
    No es fácil extrapolar esto a las sociedades.

  3. tomás:

    Quizá no viene a cuento, pero me pregunto por qué los sexos han de ser dos. También por qué la consanguinidad ha de aumentar la inviabilidad de la progenie, cuando la partenogénesis no parece hacerlo. O quizás lo hace puesto que fue la primera forma de reproducción y todos los demás seres somos descendientes de mutaciones de esa forma reproductiva.
    Una mutación no me parece que sea un error; es un cambio, totalmente determinista que puede tener, o no, éxito. Y ni hay deidad ni azar, Juan Díaz. Sólo tú y yo y la humanidad y el Universo.

  4. NeoFronteras:

    Estimado Tomás:
    La reproducción sexual tiene la ventaja de la mayor variabilidad genética sobre la que puede operar la selección natural. La consanguinidad reduce esa variación.
    La consanguinidad no es intrínsecamente mala, salvo por la escasa variación genética que finalmente produce un “monocultivo genético” susceptible de que un virus u otro tipo de amenaza diezme la población.
    Al fin y al cabo, la Naturaleza no tiene por qué castigar a las especies que evolucionan despacio.
    Una población consanguínea puede ser más sana en la Naturaleza, pues cualquier enfermedad hereditaria se manifiesta y los individuos son seleccionados y la enfermedad erradicada.
    Como en los humanos modernos vamos a mantener a toda posible descendencia (sana o enferma) y no les vamos a impedir su reproducción, entonces la consanguinidad no es sensata. Aunque haya tribus y poblaciones eminentemente consanguíneas que no tienen problemas.

  5. Juan Díaz:

    Bien. Lo mas sano seria la poligamia, no tener varios hijos con la misma mujer. El instinto, se vé que funciona en este caso.
    En cuanto al origen de la especie humana, sustento una peregrina y literaria tonteria. Creo que se produjo por incestos, acompañados del consumo de setas alucinógenas. No que “actualmente” haya que hacer lo mismo. Ni por asomo.
    Respecto a si que estamos solos en la eternidad, realmente, no lo creo. Me inclino por el Politeismo Griego, al menos, es más sano que el ateismo o el monoteismo (falsa dicotomía), y más esperanzador.

  6. tomás:

    Quizá mi 3 ha dado lugar a confusión por cuanto nombro dos sexos y luego hablo de partenogénesis. En realidad me refería a por qué no han de ser más de dos, p. e. tres. En algunas especies traería algún problema ya que requeriría más esfuerzo para el encuentro simultáneo, aunque tampoco hay razón para que haya de ser así. En otras, las que ponen millones de huevos, aunque disminuiría la frecuencia de encuentros, aumentaría la variación.Pero ¿por qué variar cuando la adaptación es buena?
    Sé que hay animales que cambian de sexo durante su vida, también de modo reproductivo, otros son bisexuales; ¿por qué no trisexuales?; así no habría problemas de simultaneidad.
    Esto del sexo es un gran problema y hay que echarle imaginación, como dice alguno poco satisfecho con lo que hay.

    En fin, esto es una especulación sin sentido, tan tonta coma la de Juan Díaz, que no cree que estemos solos en la eternidad -¿qué eternidad?-. Un perro que tuve tampoco lo creía, ni un cangrejo violinista que se quedó sin la pinza mayor, ni el pulpo del mundial que se murió, ni el belemnites fosilizado que poseo, ni el diminuto insecto atrapado en ámbar que guardo con devoción, ni el árbol que se quemó el primero en el último de los incendios de este verano; eso por nombrar seres concretos, actuales y del más remoto pasado. Posiblemente haya alguna inteligencia por ahí, o la haya habido o pueda haberla alguna vez, pero ¿que clase de inteligencia?, ¿por qué ha de tener algún parecido con la nuestra? La peripecia evolutiva de cualquier especie, es casi irreproducible, por los innumerables -quizá infinitos- caminos posibles.

    Un saludo muy tonto.

  7. Juan Díaz:

    Aún más tonto: ¿Por qué mostrar misericordia con el enemigo que te va a matar a la primera de cambio? Así sucumbieron las culturas pacifistas y matrísticas.
    ¿Para qué evolucionar, si las primeras celulas, por bipartición, eran eternas e idénticas en su descendencia?
    En cambio, tiene mucho sentido un cangrejo violinista, un caracol trisexual, y un millonario filántropo, aunque estén en extinción.
    En cuanto a la partenogésis, quizás se hagan experimentos con conejitas playboy. Seria realmente bueno, ya que distraeria fondos de la tecnologia bélica.
    Lo único inteligente es darle una oportunidad a la vida, aunque no sea a la nuestra, precisamente.
    Un saludo bobo exponencial.

  8. JAvier:

    El problema con una especie que necesite 3 para hacer un nuevo individuo es que necesitaría toda una forma de segregación nueva en la meiosis. Sería como reinventar la reproducción sexual.

  9. RicardM:

    La sexualidad parece que se inció con la conjugación bacteriana, que no es más que la transferencia de porciones de ADN entre dos bacterias, previa a la división por bipartición. Todo los demás (incluída la aparición de dos sexos) es evolución hacia una mayor complejidad de la sexualidad, en consonancia con la propia evolución de las especies. El objetivo es compartir mutaciones para aumentar las probabilidades de una mejor adaptación y, por ende, de supervivencia de la especie.

    En el fondo no somos más que vehículos para nuestras gónadas (dicho sea sin ánimo de ofender).

    Saludos.

  10. tomás:

    Juan Díaz: Siento no estar de acuerdo con el significado de matrístico como sinónimo de pacifismo, empatía, igualdad de sexos, etc. Es que me molesta que se tome como lo inverso de patriarcal, porque no se dice, pero también lo es de matriarcal. Por eso yo propondría “humanístico”, aunque tiene el problema de que su derivado “humanista” coincide con el que viene de “humanismo”. A ver si tú encuentras un remedio a este ataque feminista que no veo persiga la igualdad sino la sustitución.
    Preguntas “¿Para qué evolucionar…? Es que la naturaleza, en su evolución no tiene en cuenta para nada el interés mortal o no del individuo. Sólo que se adapte al medio y, con ello, que se multiplique en él.
    Yo me pregunto -ya que imaginamos tonterías- si la partenogénesis pudiera ser el modo reproductivo de los seres humanos, al dividirse el ser y quizá llevarse una buena parte del cerebro, no daría lugar a dos seres diferentes del original, lo que conllevaría la muerte -quizá esta palabra no sería apropiada- de este que, posiblemente la naturaleza habría hecho placentera, como lo es la relación sexual. Ya ves, la literaria relación amor y muerte, sería distinta.
    Saludos.

  11. tomás:

    JAvier: ¿Qué problema hay con reinventar? Ya se hizo, al menos una vez, que yo sepa.
    Saludos cordiales.

  12. tomás:

    RicardM: Echaba de menos tus opiniones, siempre tan aleccionadoras. Tu primera frase lo es y me ha solucionado un por qué. Gracias.
    Pero no creo -quizá no pretendes decirlo- que la complejidad sea meta alguna. Será más complejo o más simple si conviene a la adaptación en la coevolución.
    En lo que de las gónadas se trata, imagino que realmente te refieres a ese gen “egoísta” de R. Dawkins. No sé. ¿Realmente el gen utiliza a la especie para perpetuarse? ¿Es él quien manda? No creo. Me parece que es un componente más elemental que el cromosoma, la célula o el individuo en ese conjunto y es esa inasible coevolución la que maneja la batuta, ese movimiento hacia la mayor entropía, esa dirección imparable.
    Un cordial saludo y que no tardes tanto. Sé más generoso con los que tanto apreciamos tu sensatez y conocimientos.

  13. JAvier:

    En principio ninguno. Pero todas las proteínas que participan en la segregación de los cromosomas tendrían que sufrir retoques así que cuando menos abría que esperar el mismo tiempo que tardaron en aparecer los organismos sexuales en la “versión Eucariota típica” por llamarlo de alguna manera. Además no creo que de ocurrir tenga mucha más ventaja que la clásica reproducción sexual, aumentarían los costos y las posibilidades de que la desendencia no esté adaptada al medio. La verdad es que yo esperaría sentado para ver una especie así.

  14. Juan Díaz:

    Javier: qué descuidado piensas que soy yo con el lenguaje. Dije “matrístico” y lo haces sinónimo de matriarcado.
    Pues no, Matristico es una cultura antecesora de las mediterráneas, pacifistas, centradas en una diosa mater de fecundidad como deidad principal, con una gran importancia de la figura femenina en la filosofia, la ciencia y las artes.
    Puede que sea un mito, puede que no, pero ese es el sentido que le damos a partir de los textos de Riane Eisler, ya citados, ya olvidados, por los números y ecuaciones, que recorren vuestras geniales neuronas.
    En cuanto a la “trisexualidad” habria que ser más empírico, ver si, en tiempos arcaicos, en los fondos marinos, o subterráneas cavernas del trópico, la Naturaleza hizo o no un “ensayo” asi.
    Afectuosamente.

  15. tomás:

    Juan Díaz: Veo que no lees con atención. Ni yo soy JAvier, ni tomo matrístico como sinónimo de matriarcado. Anda lee despacio y con cordura.
    Afectadamente.

  16. Juan Díaz:

    Lo siento no puedo contestar, estoy censurado.

  17. JAvier:

    Pues si la naturaleza hiso un sistema de eproducción trisexual o está bien escondido o como dices está muerto. En cuyo caso jamás lo sabremos, el citoplasma no deja fósiles así que hay que conformarse con lo que se tiene.

  18. Juan Díaz:

    Existen los llamados “fósiles vivientes”, eso lo lei una vez en la Enciclopedia Monitor. No sé si se aplica.

  19. JAvier:

    Pues no, los fósiles vivientes son especies que se no han variado mucho morfológicamente a sus antepasados en el registro fósil, al menos en los rasgos que se pueden observar en uno.

    Para esto se necesitaría el fósil de varias células en el equivalente a una meiosis detenidas en distintos momentos, con los cromosomas bien conservados y que conserven sus posiciones relativas unos de otros. El problema es que si las partes blandas de los organismos cuando dejan rastros son una mancha en la roca imagina que esto se conserve por millones de años. Simplemente es imposible.

  20. Juan Díaz:

    Doble no, ¿Por qué estas celulas tendrian necesariamente que haber muerto, si estamos pensando en un mar bajo la tierra?
    ¿Nunca leyeron a Julio Verne? –le acertaba mucho.

  21. JAvier:

    ¿Y por qué no haces un curso rápido de biología, tomas una pala y vas a buscarlas? Solo no le hagas estos comentarios a tu profesor cuando intente explicarte porqué no se encuentran células de dinosaurio y a lo mejor lo terminas.

  22. tomás:

    Esto se ha convertido en un “diálogo para besugos”, o más bien entre besugos, con el deseo de que me perdonen esos sabrosos animales y, el que no lo sea de nosotros. Seamos serios, por favor. Una cosa es una broma y otra una sarta de insensateces.
    Lamento haber sido yo el causante de tanto desatino. ¿A qué viene confundir la idea de “fósil viviente” en el sentido de calificar a un celacanto p. e. y pretender esa especie -me parece entender- de zombis pétreos?
    Julio Verne tiene cierto valor literario y envidiables anticipaciones debidas a una fértil y lógica imaginación, pero “Viaje al centro de la Tierra” p. e. no es mas que una novela sin realidad alguna. Podríamos decir de él que fue el primer escritor de ciencia ficción y que, como se interesó por la ciencia real, pudo inventar literariamente varios aparatos que luego se harían realidad, quien sabe si inspirándose el técnico inventor, alguna vez, en sus escritos. (Como el caso del profeta cuyos seguidores ayudan a que se cumplan sus profecías).
    Pero algunas de sus máquinas tenían precedentes antiguos y próximos, como en el caso del submarino, cuyos primeros precedentes se remontaban casi cien años. Creo que los submarinos de la Guerra de Secesión fueron coetáneos a la novela.
    El helicóptero tuvo su genial principio en Leonardo da Vinci, tan anterior.
    Y al viaje espacial, sin dejar de resaltar sus méritos heurísticos, le reprocho el utilizar el cañón como propulsor cuando parece imposible para el ser humano soportar esa casi instantánea aceleración, siendo que los cohetes eran conocidos desde muchos siglos antes, y en Occidente, ya perfeccionados, aunque pequeños, varias décadas antes de la novela.
    Lo que quiero decir es que a nuestro autor no podemos darle el título de científico. Sólo el de científico-ficción y, posiblemente, el de ser el primero en algunas cosas y un gran divulgador que a todos, cuando adolescentes, nos ha hecho soñar.
    Bueno, como siempre, además del cordial saludo, perdón por el rollo.

  23. Juan Díaz:

    Tomás: un párrafo como el anterior llamo yo muy bien escrito, bien pensado, perpicaz. Porque, a pesar que reconoce, obvio, que Julio Verne no es “científico”, no cierra con dogmas o etiquetas la posibilidad que “tal vez” pueda antinar una vez más. Y esa posibilidad, capturar esa interrogante, es lo que busca la ciencia aunténtica, pero también la filosofia y el arte.

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