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Sobre evolución convergente en mariposas

Área: Biología — martes, 26 de julio de 2011

En algunos casos la evolución convergente puede deberse a solamente un gen que actúa a lo largo de distintas especies.

Foto
Mariposa Heliconius. Fuente: Chris Jiggins.

Durante 150 años se ha tratado de explicar la evolución convergente. Uno de los ejemplos más famosos es cómo varias especies venenosas de mariposas evolucionan para imitar los patrones de color unas de otras. Este patrón colorista envía un mensaje a posibles depredadores: “No me comas que soy venenosa”. Pero esto es algo difícil de explicar al tratarse de especies diferentes. Si cada especie representa una rama distinta, un camino sin retorno en el mecanismo evolutivo, ¿cómo consiguen ponerse de acuerdo para exhibir el mismo patrón?
Es más fácil explicar la aparición de la única solución óptima a un problema, ya que por ser la única óptima es posible que varias especies den con ella. Pero en este caso hay muchas soluciones que funcionarían por igual, basta cualquier patrón de color llamativo. Incluso cada especie podría advertir a sus depredadores con un patrón específico.
Hay una ventaja en tener el mismo patrón, pues así se refuerza el mensaje a los posibles depredadores. Éstos no tienen que aprenderse patrones distintos que significan igualmente peligro, sino sólo unos pocos, o uno en este caso de las mariposas.
No es fácil explicar un esfuerzo evolutivo común que dé con un único patrón, sobre todo porque al tratarse de especies distintas no se cruzan entre sí.
Ahora, un equipo internacional ha resuelto parte de este misterio identificando el gen único, llamado optix, responsable de patrón rojo característico de un género de mariposas. El resultado es la culminación de 10 años de trabajo.
Según Robert Reed, de UC Irvine, se trata del primer vistazo a cómo se dan el mimetismo o imitación y la evolución convergente a nivel genético. “Hemos descubierto el gen que controla la evolución de los patrones de color rojo a lo largo de especies de mariposas remotamente emparentadas”, añade. Se refiere a las mariposas del género Heliconius.
Según este investigador, el nuevo resultado está en consonancia con las pruebas que se han encontrado en diversas especies animales que apoyan la idea de que la evolución generalmente está controlada por un relativamente pequeño número de genes. Entre las decenas de miles de genes de un genoma típico, sólo unos pocos de ellos controlarían una y otra vez los cambios evolutivos más importantes.
Estos científicos han gastado años en la cría de estas delicadas mariposas en un gran recinto definido por una red en una región tropical para estudiar los genes que controlan sus patrones de color. Perfeccionaron además una técnica para analizar el mapa genético mediante el estudio de la expresión genética en las alas microdiseccionadas de estas mariposas.
Encontraron una fuerte correlación entre los patrones de color rojo y la expresión genética en una pequeña región del genoma y finalmente dieron con el gen en concreto responsable de los patrones rojos. El hallazgo fue confirmado mediante estudios genéticos de poblaciones en zonas híbridas, en donde mariposas de la misma especie, pero con diferentes tipos de color, se cruzan de forma natural.
Los biólogos se han estado preguntando si realmente son unos pocos genes los que controlan la evolución. Según Reed este es un bello ejemplo de cómo un único gen puede controlar la evolución de un patrón complejo en la Naturaleza.
Estos investigadores quieren ahora comprender por qué esto es así y descubrir qué hace a este gen en particular tan bueno para controlar una evolución rápida.

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Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original.

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8 Comentarios

  1. tomás:

    Leo que, repetidamente, se nombra a un gen como el responsable único de esa evolución. Incluso en el resumen del artículo. Como todos sabemos, el ambiente es tan responsable y necesario como la misma genética, pero no se nombra, salvo si consideramos que ello viene implícito en la existencia de esos depredadores de los que la mariposa se defiende.

    Ese gen del que se habla en el artículo forma parte del genotipo y, una vez expresado, del fenotipo. Por tanto hay un montón de genes en todo ser, que no se expresan y forman un reservorio que puede ser utilizado para resolver posibles necesidades futuras. Como creo que no tiene un nombre concreto, y no es el ADN basura -de tan impropio nombre- sino genes que no se expresan e incluso que van escondiendo su expresión poco a poco, como en el caso de la pérdida de patas de los reptiles y mamíferos marinos, en los que algunos restos de ellas permanecen, -volviendo al tema- digo yo, cual el pobre inventor de palabras Matías Martí de “La Colmena”, que debería tener un nombre. Así que me tomé la libertad de dividir el genotipo en fenotipo, y criptotipo, que sería aquel que no se expresa, pero que está allí, dispuesto a salir cuando la ocasión lo demande. Pues bien, el gen del artículo en las mariposas que aún no se han adaptado pertenecería al criptotipo por estar escondido y pasaría a ser fenotipo al manifestarse. Es una propuesta que invita a los biólogos a aceptarla, rechazarla, a no hacer ni caso, a decir que ya existe alguna expresión que desconozco o, incluso, a parecerles una tontería. Todo ello según les dicte su mejor opinión.
    Un saludo.

  2. Miguel Angel:

    Muy interesante, tomás.

    Efectivamente, en asuntos de evolución no todo es cuestión de genes. Y aquí me gusta poner un ejemplo que resulta muy ilustrativo: los clones de caballos de carreras. Tenemos un caballo muy veloz y sacamos un clon del mismo que es genéticamente idéntico, sin embargo, jamás obtendremos dos caballos absolutamente iguales. Para empezar el caballo clonado tendrá machas de colores diferentes al del “molde” y es que la coloración del pelaje depende de factores epigenéticos (que implican al ARN de transferencia y la síntesis ded proteinas).

    Por la combinación de esos factores epigenéticos y por la influencia del ambiente, tampoco valdría de nada clonar, por ejemplo, a un científico tipo Einstein… es posible que el clon ni siquiera se interesase por la Física…

  3. tomás:

    Gracias, estimado Miguel Angel, por tu mejor documentada concurrencia en esa opinión.
    Y como admiro tus conocimientos en este y otros temas, te agradecería dijeses algo sobre mi pretendido “criptotipo”. No me voy a ofender si te parece una tontería.
    Y perdón por ponerte en el compromiso de pronunciarte pero es que soy así de incordiante.
    Un cordial saludo.

  4. Miguel Angel:

    tomás, soy yo el que admira el modo en que animas este foro. Tu clasificación es muy interesante y dinámica, pero como se que eres magnífico te voy a pedir que definas criptotipo y así tu mismo llegarás a la conclusión de si podríamos proponer, o no, tu clasificación.

    Muchos abrazos.

  5. tomás:

    Eres un Angel, Migel: Con extrema elegancia y sutileza me devuelves la pelota que sin derecho alguno me había atrevido a endosarte. Te pido perdón. Aun así, pero ya sin pedirte nada por ineludible educación, me explico con más amplitud, como entiendo dices:
    Puesto que son de uso común genotipo y fenotipo.
    Dado que el genotipo se refiere a la totalidad de la información genética, es decir, estructurada en genes.
    Como el fenotipo es aquella parte del genotipo que se expresa debido a esos genes y no a otra causa aunque hayan de intervenir ARN, proteínas o ambiente, excluyendo cualquier otro origen -sólo origen- de la característica considerada.
    Habiendo caracteres genéticos que no se expresan en un organismo determinado pero que está claro que pueden expresarse porque lo hacen excepcionalmente en otros individuos -caso del pollo con dientes de dinosaurio- o más frecuentemente: descendiente de cabello rojizo hijo de padres de cabello negro.
    Observando que existen seres en los que la expresión de algunos genes va desapareciendo hasta la totalidad pero podemos inferir que ha sucedido de manera gradual porque lo podemos comprobar en individuos de especies próximas, por ejemplo vestigios de patas en algunos reptiles y mamíferos marinos, mientras que en otras especies próximas no existe resto anatómico detectable.
    Todo lo cual indica que entre ese genotipo y el fenotipo existe un reservorio que no se expresa porque si lo hiciera el ser se hallaría en inferioridad de condiciones y no se reproduciría o lo haría menos, pero que tampoco se extingue pues su existencia permite, no una regresión, porque el ambiente habrá cambiado, pero sí una capacidad para una posible nueva adaptación si sus condiciones de vida cambian.
    Por tanto entre el genotipo y el fenotipo no hay un vacío. A ese algo o conjunto de algos, es decir de genes, no de proteínas, ni mutaciones ocasionales ordenadas por agentes externos, le llamo criptotipo.
    He elegido “cripto-” por su significado de “oculto” y como opuesto y complementario a “feno-“. Por tanto “geno-” menos “feno-” igual a “cripto-“.

    Así pues creo que existen suficientes razones, salvo mejor opinión que no te puedo pedir.

    Y un fenorripio que ahí va:
    Dime qué tomas, Tomás.
    Porque entre dar y tomar
    a Miguel Angel habrás
    de exigirle el invitar
    a una tónica, no más,
    por hacerte trabajar.

    Un admirativo abrazo por tu tremenda sagacidad elusiva.

  6. tomás:

    Me he dejado algo: Como hay genes “interruptores”, quizá estos no se vean accionados por otras circunstancias -p. e. el ambiente- y sean la causa de que ese pretendido y eventual criptotipo no se exprese. O bien que debido a la proximidad en el ADN de otros genes, la proteína producida se degrade o le sea imposible cumplir su misión. En cualquier caso esos genes dejan de expresarse o lo hacen con menor intensidad o menor frecuencia. El caso es que hay genes que no se expresan pero están.
    Vale.

  7. Miguel Angel:

    Pues, lo dicho, muy interesante. También me ratifico en el calificativo de dinámico porque expresa movimiento (no es información muerta, sino enterrada, que es similar a decir ocuLta o encriptada).

    No la homologarán porque como tu mismo has dicho el criptotipo serían genes no expresados (es decir, podemos definir el concepto sin usar el término (criptotipo) que valientemente has compartido con nosotros). Pero podría usarse.

    ¿Recuerdas el comentario de Neo “todo es indeterminista en la práctica”?…pues..¡mucha suerte!

  8. tomás:

    Estimado Miguel Angel: Te agradezco el comentario; mucho, de verdad. Pero no pretendo que nadie me reconozca ninguna autoría ni aunque fuese lo más necesario. Sería de una presunción impropia de mi carácter. Me ha confortado tu opinión, pues siendo tan lego en el asunto, siempre se teme decir una tontería. Me atrevo a exponer mis ideas porque me supongo entre amigos.
    A veces me gano alguna reprimenda de Neo, pero como siempre es instructiva, me parece bien. Lo importante es aprender.
    Solo te reprocho una cosa: no dices nada de la tónica.
    Un abrazo.

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