NeoFronteras

Transferencia horizontal en Rafflesia

Área: Genética — martes, 12 de junio de 2012

La planta parásita Rafflesia ha tomado prestados docenas de genes de la liana a la que parasita, genes que cumplen diversas funciones en la planta parásita.

Foto

Una de las plantas que más llama la atención a los aficionados a la Botánica es la Rafflesia (Rafflesia cantleyi) que vive en la península malaya y en la isla Tioman.
Es famosa por poseer una de las flores más grandes del mundo, pues llega a tener casi un metro de diámetro. Lo malo es que es polinizada por moscas y para atraerlas la Rafflesia huele a carne podrida. Las moscas son engañadas porque al llegar al interior de la flor no hay carne podrida sobre la que depositar los huevos, pero se llevan consigo polen que pueden depositar en la siguiente flor de Rafflesia.
La flor de esta planta es prácticamente lo único que se puede ver de la planta, porque es un ser parásito. No necesita realizar fotosíntesis y por tanto no necesita hojas. No tiene tallo ni raíces y la flor no se puede sujetar a sí misma, sino que yace sobre el suelo o sobre el tronco de la planta a la que parasita. Extrae todos sus nutrientes de la liana Tetrastigma rafflesiae.
Rafflesia crea una relación íntima con la planta a la que parásita. Se introduce en los tejidos de Tetrastigma y desarrolla filamentos en contacto directo con las células de la liana. Rafflesia es tan dependiente de la planta a la que parasita que ha perdido la habilidad de sintetizar clorofila, pues no necesita realizar la fotosíntesis. La planta parásita crece dentro de los tejidos de la liana hasta que finalmente produce una gran flor de color rojo. Esta dramática y breve floración es lo único que un humano puede apreciar desde el exterior.
Ahora se ha descubierto que la Rafflesia no solamente ha estado robando nutrientes a la liana, sino también algunos de sus genes. Este asunto de la transferencia horizontal de genes está de moda en el mundo de la genética, pues se están descubriendo diversos ejemplos de este fenómeno, algo que hasta hace no tanto se creía que no podía darse.
Este íntimo contacto entre las dos plantas generación tras generación ha producido la emigración de unas docenas de genes de Tetrastigma a Rafflesia, genes que son expresados por Rafflesia.
Hace varios años unos investigadores notaron que había algo raro en los genes de Rafflesia, una similitud con los genes de la planta a la que parasitaba. Se especuló con que en el pasado se hubiera dado una transferencia horizontal de genes entre estos dos diferentes linajes.
Pero ha sido ahora cuando un equipo de la Universidad de Harvard ha secuenciado todos los genes activos de ambas plantas para determinar exactamente el alcance de esta transferencia genética. Al parecer 49 proteínas expresadas por la Rafflesia proceden de la liana. Es decir, que son genes funcionales que se expresan en proteínas que la Rafflesia usa para alguna función. Algunos de estos nuevos genes incluso han reemplazado genes originales de la Rafflesia con funciones similares.
Otros genes de Rafflesia, aunque propios, han evolucionado hacia una secuencia similar a los genes correspondientes de la liana.
Entre las funciones realizadas por los genes robados están, entre otros, ciertos aspectos en la respiración, metabolismo o translación mitocondrial. Se especula que esto mejora la supervivencia de la planta parásita y que quizás algunos genes ayuden a Rafflesia a pasar desapercibida en el interior de la liana y así sortear los mecanismos de defensa de ésta. Si esto es cierto formaría parte de una especie de camuflaje genético. No obstante, se necesitarán realizar más investigaciones para determinar la importancia de estos genes.
Lo más interesante es el ritmo al que se ha producido esta transferencia horizontal supera al que se da entre bacterias (el típico ejemplo sobre este fenómeno y único caso conocido hasta hace poco tiempo). Teniendo en cuenta que las relaciones de parasitismo son abundantes en la biosfera puede que al final la transferencia horizontal de genes sea algo mucho más común de lo que se creía.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3853

Fuentes y referencias:
Scientific American
Artículo original (en abierto).
Foto: Blog de Meng Chwen.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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19 Comentarios

  1. daniel:

    La transferencia horizontal de genes sólo se puede entender desde el dawkinismo, ya que la planta es el vehículo de los genes; no son los genes el modo que tiene la planta de sobrevivir, sino al revés. El darwinismo con focalización en la especie o el individuo impide entenderlo, pero el dawkinismo lo explica perfectamente. En mi opinión Dawkins supera a Darwin tanto como éste superó a Lamarck, aunque tal vez Dawkins no lo crea así.

  2. Miguel Angel:

    Estimado daniel:

    Al final Darwin y Dawkins cojean del mismo pie, y es de caer en el determinismo para tratar de explicar un fenómeno como la evolución. Trataré de defender que la evolución no puede abordarse desde un punto de vista determinístico, sino que nos debemos conformar con un “enfoque dialéctico”.

    En tiempos de Darwin el determinismo estaba muy de moda y Darwin acabó mordiendo el anzuelo. Darwin dudaba de cuestiones que ahora están muy claras, pero entonces no lo estaban, como por ejemplo si había algún tipo de intencionalidad en la evolución: en un principio Darwin creía que así era, pero unos años mas tarde se mostró convencido de lo contrario. Para culquier teórico serio de la evolución actual debe esar muy claro que la evolución no tiene intencionalidad. Pero Darwin se esforzó en dar a su teoría un determinismo basado en los efectos de la competencia entre especies y la seleción natural, olvidándose de otros muchos factores.
    En esto último se parece a Dawkins, que también intenta reducirlo absolutamente todo a los genes, inculso el “medio ambiente” es reducido y es considerado un producto mas de los genes, incluso los conceptos de especie y de organismo los intenta suprimir por completo en “El fenotipo extendido”.Todo lo devora el giantesot ADN y su “gen egoísta” y ya no queda espacio para el medio ambiente ni para el organismo nin para otra coas que nbo sea el ADN.
    Ya he comentado alguna vez que todo esto estaría muy bien, pero no creo que cunpla los requisitos para que hablemos de teoría, a lo sumo de hipótesis y en mi opinión ni siquiera eso porque el reduccionismo de Dawkins llega a ser de fábula.

  3. Miguel Angel:

    *En la quinta línea empezando por final de mi 2: “todo lo devora el gigantesco ADN…”.

    Otros autores que han tratado de abordar el asunto de la evolución como Barasch o Wilson adolecen de la misma falta de argumentos y de caer además, todos ellos, en explicaciones peligrosas porque si todo está determinado, entonces no hay nada susceptible de ser cambiado. Así, por ejemplo, Wilson predice que: “la tendencia genética es lo bastante fuerte como para provocar una sustancial divisón del trabajo, incluso en la mas libre e igulitaria de las sociedades futuras…Incluso con la misma educación e igual acceso a todas las profesiones, los hombres continuarán probablemente desempeñado un papel desigual en la vida científica, política y de los negocios”…

    A partir de cuatro principios básicos, como afirma Lewontin, Wilson trata de construir un ambicioso programa que explique y limite la condición humana y abre las puertas a la Sociobiología, emparentada con el “Darwinismo Social”.

    La explicación final es muy peligrosa prorque dice que si el creador de Facebook es rico es porque ya estaba todo predeterminado, es decir, no interviene la suerte ni la contingencias…y los afraicnos son pobres ya atrasados porque disponen de malos genes y también estaba predeterminado…peligrosísimo, amigos, y además completamente debatible desde el enfoque dialéctico de la evolución.

    Saludos y abrazos.

  4. daniel:

    Estimado Miguel Angel:
    Tengo el libro de Lewontin “No está en los genes. Crítica del racismo biológico”. También he leído a Wilson “Sobre la naturaleza humana”. Y a Barash “El comportamiento animal del hombre”, y Eibl-Eibesfeldt “Amor y odio”. Y por supuesto a Dawkins “El gen egoísta”, “El relojero ciego”, “Escalando el monte improbable”. También a otros como Dennett “La peligrosa idea de Darwin” o Diamond “Armas, gérmenes y acero”. ¿Mi conclusión? Pues que sigo pensando que estamos formados por células y que somos vehículos de genes, nosotros, los gorriones o Rafflesia. Para mí son tan ciertas la teoría celular como la teoría genética de Dawkins. Menciono la teoría celular porque no creo que se pueda decir que esa teoría sea buena ni mala moralmente, ¿verdad? Pues lo mismo me parece la teoría dawkiniana: no es buena ni mala, se limita a describir la realidad. En todo caso es buena en tanto que nos descubre una verdad que estaba oculta. Por cierto el título de Dennett “La peligrosa idea de Darwin” es interesante: ¿peligrosa para quién?; para los creyentes, claro, pero ¿para nadie más? Se pregunta Dennett: “¿Nos ha dado la peligrosa idea de Darwin algo a cambio de las ideas que ha cuestionado?” Pero tengo que releer el libro porque la verdad es que sólo recuerdo lo de los ganchos en el cielo versus grúas en el suelo.

  5. Miguel Angel:

    Estimado daniel:

    Pues mencionas dos de Dawkins que no he leído yo, he leído el “Gen egoísta” y el “El fenotipo extendido”.
    De todos modos, mayor es mi sorpresa si te quedas con la teoría de Dawkins con todo lo que has leído…al menos Wilson considera un puñado de factores, pero creer que el gen determina todo lo que “es”, está desfasadísimo, los descubrimientos en epigenética han demostrado que el ADN se trasmite mientras que el ARN hace literalmente lo que le da la gana (a diferencia de lo que se pensaba hasta hace unos años). Pero claro, cuando Dawkins escribió “El gen egoísta” no se sabía mucho de epigenética.

    Me parece una postura mucho mas científica la de Lewontin o Gould que no se dedican a pelearse contra la multifactoriedad inherente a la evolución, sino que comienzan sus interpretaciones partiendo de lo azaroso e imprevisible del proceso evolutivo para darle un enfoque en mi opinión mucho mas próxima al realismo ontológico.

    Saludos desde la incertidumbre

  6. tomás:

    Muy estimados amigos, daniel y Miguel Angel:
    A mi entender las teorías que intentan explicar la evolución a distintos niveles, habrán de admitir la tremenda complejidad de esta y cuándo la supremacía corresponde al individuo, a la especie o al gen, o a un equilibrio inestable entre todos ellos.
    No podemos ni debemos detenernos en pensar en la moralidad de una teoría. En el sentido que Miguel Angel da a palabra determinismo, puedo declarar que no lo soy, pero a eso, realmente hay que llamarle finalismo. No hay un propósito previo, en eso y en muchas otras cuestiones, estamos de acuerdo.
    Recibid un fuerte abrazo.

  7. Mustafá:

    Voy a hacer una pregunta porque de evolución y genética entiendo muy poco. ¿Cómo sabe la Rafflesia que las moscas son atraídas por el olor de la carne en descomposición para depositar sus huevos y desarrolla un aroma similar? ¿Cómo habrá sido la primer Rafflesia a la que una mosca ayudó a su polinización?

  8. tomás:

    Estimado Mustafá:
    La Rafflesia, saber, lo que se dice saber, no sabe nada. En su historia evolutiva unas pre-rafflesias iniciaron diversos caminos, por puro azar, entre ellos el de oler a carne podrida y resulta que éste acabó siendo el más eficiente, mientras que los demás fracasaban. Puede que algunas de esas plantas se extinguieran por el éxito de esta nuevo “aroma”.
    Respecto a tu segunda pregunta sólo puedo, también con mi escaso conocimiento, hacer conjeturas. No sé si en lejanos tiempos, la antecesora de esta planta, simplemente, dejaba que el viento o el agua u otros seres transportasen su polen hasta los estigmas femeninos. Pero fuera como fuese, una vez que en una planta se dio una mutación -no podemos saber si fue en una masculina o femenina- y se produjo una fecundación, de ésta hubieron de producirse, plantas que seguirían el camino que condujo al actual estado, otras que no y algunas que optaban por intermedios, como en los guisantes de Mendel. Tampoco sabemos -al menos yo- cuantas mutaciones y en cuantas ocasiones hubieron de darse hasta lograr el eficaz proceso actual que, evidentemente pudo ser otro, con otro aroma y otro insecto colaborando en la fecundación.
    Espero haber supuesto correctamente.
    Un cordial saludo.

  9. Miguel Angel:

    Pues la respuesta a Mustafá de tomás: los cambios evolutivos están en marcha constantemente y esto ocurre a todos los niveles. Al nivel de los animales con reproducción sexual la descendencia es una combinación de los dos progenitores en parte determinada (genes dominantes) y en parte azarosa, de modo que los hijos no son iguales que uno de los dos padres. Pero incluso a nivel de un ser unicelular, como puede ser una bacteria que se reproduce de forma asexual hay mutaciones “al azar” en el material genética y otras inducidas por las radiaciones, tóxicos, etc.

    Si pasamos a hablar de clones actualmente hay todo un negocio con los caballos de carrera: se pagan millonadas por sacar un clon (por supuesto idéntico en cuanto a genes) de un caballo ganador. Sin embargo el clon ya nace con manchas en la piel diferentes, porque las manchas en la piel se producen durante el desarrollo uterino y salen mas o menos en función de factores ambientales y epigenéticos. Ya tenemos un factor que no depende de la genética inicial, que es igual: ¿cómo explica esto Dawkins?

    Otro probelma obvio del “Dawkinismo” es que tenemos demasiados pocos genes (unos 25000) cómo para pensar que todas las diferencias que exhiben los humanos están condicionadas por esos exigúos 25000 genes: muy pocos para explicar las diferencias que tenemos los humanos en cuanto a inmunidad, en cuanto a color de piel, etc…por no hablar ya del cerebro o del comportamiento humano. Demasiado ocos estois 25000 genes para Dawkins.

  10. daniel:

    Estimado Miguel Angel:
    Por alusiones: creo que debes poner la referencia donde se mencione la aparición de manchas en clones de caballo que no estaban en el individuo clonado. Es cierto que la epigenética es una ciencia que está descubriendo muchas cosas en el campo de la biología. No hay que olvidar que los genes evolucionan en un ambiente determinado, por ejemplo un gen puede expresarse a determinada temperatura, por tanto si cambiamos al animal de clima el gen puede expresarse de otra manera, pero el animal en la naturaleza se reproduce en el clima en el que ha evolucionado, no en el que le asignamos nosotros, por tanto la epigenética va incluida en la evolución y selección de ese gen.
    Hablando de manchas te recomiendo “Las manchas del leopardo. La evolución de la complejidad” de Brian Goodwin, va en la línea de tu pensamiento, con muchos ejemplos de epigenética.
    Las diferencias entre humanos se explican sabiendo cómo funcionan ciertos genes, por ejemplo los del sistema inmunitario por recombinación de loci:
    http://es.wikipedia.org/wiki/Recombinaci%C3%B3n_V%28D%29J
    Respecto a la pregunta de Mustafá, se supone que primero por un gen mutante la planta produjo un compuesto químico que atraía un poco a las moscas, y que las pocas moscas que se acercaban a la flor quedaban impregnadas con el polen de Rafflesia. Eso hacía que esas plantas difundieran sus genes mejor que las que carecían del gen mutante. Nuevas mutaciones provocaron la síntesis de compuestos más fuertes, que atraían mejor a las moscas, por lo que siguiendo el razonamiento anterior esos genes se difundían mejor que las versiones genéticas previas. Es un poco como las versiones de Windows, que dejan obsoletas a las anteriores. Nadie usa ya el Windows 95.
    Para acabar decir que la descendencia NO es “una combinación de los dos progenitores en parte determinada (genes dominantes) y en parte azarosa”. Creo que no tienes claras la meiosis y la genética mendeliana.

  11. tomás:

    Estimado daniel:
    En detrimento de la opinión de mi buen amigo Miguel Angel, estoy de acuerdo con tus opiniones en 10. Las suposiciones que haces respecto a la consecución del olor de la Rafflesia me parecen perfectamente compatibles con las que yo presento en mi 8. Pero no hay que descartar una transición brusca a ese olor. Tú describes un gradualismo típicamente darwiniano que me parece correcto pero, como digo, no puede descartarse un puntualismo.
    Un cordial saludo.

  12. Miguel Angel:

    Estimado daniel:

    Al final le daremos la razón a Punset cuando dice eso de que “hablando se confunde la gente”.

    No estoy poniendo en duda tus lecturas, simplemente manifiesto mi sorpresa al ver que te quedas con una hipótesis tan reduccionista como la de Dawkins, nada mas.

    La referencia que me pides sobre los caballos de carreras clonados, es un fenómeno bien conocido y no exclusivo de los caballos, cualquier clon va a exhibir algunas diferencias con respecto al animal del que se ha sacado el clon, ya que una cosa es que los genes sean idénticos y otra cosa es que se expresen los mismos genes y que él fenotipo sea idéntico, cosa que no ocurre aunque los dos animales serán muy, muy parecidos. De todos modos, por si alguien mas no se lo cree , aquí hay una referencia en el tercer párrafo:

    http://www.viagen.com/es/news/goddbye-dolly-up-from-sheep-to-cloned-horses

    Por último, no soy experto en Física o Astronomía. Pero si que creo tenener claro la meiosis y la herencia mendeliana, de otro modo ni siquiera tendría lugar que hablara de el “enfoque dialéctico de la evolución”, de Gould o de Dawkins. Trabajo en la rama bio-sanitaria.

    Saludos/abrazos

  13. Miguel Angel:

    El enlace está mal, veamos si este funciona:

    http://www.viagem.com/es/news/goodbye-dolly-up-to-sheeps-to-cloned-horses/

    Estimado tomás:

    Tu explicación a Mustafá y la de daniel me parecen muy correctas. Pero dice que suscribes su número 10 y me sorprende que ratifiques lo que ha dicho sobre los clones o en el último párrafo.

    Hace años se creía que el ADN codificaba un ARN que al final originaba una proteína en los ribosomas y parecía que el proceso era mecánico, inamovible y determinado por los genes, es decir por el ADN que es el primer eslabón de la cadena. Sin embargo, en los últimos años se ha visto que en los dos últimos pasos hay muchísima elasticidad y variabilidad, por eso decía que el ARN hace lo que quiere. Es decir, no comparto la idea que expone daniel de que la epigenética se explique también a partir de los genes: aquí es donde el medio ambiente y los errores que se pueden producir al transcribirse el ADN en ARN y esté último en la codificación de proteínas explican lo que ocurre en el fenotipo.

    Si partiendo de los gnes no podemos explicar ni siuquiera el fenotipo, ¿cómo vamnos a explicar lo que ocurre a nivel celular y menos aún a nivel de un indivíduo y menos de una sociedad?

    Recibe también saludos y abrazos.

  14. Miguel Angel:

    El enlace es este y mil perdones, tampoco explica mucho, pero yo he visto un clon en un documental y los futuros dueños también preguntaron el motivo de que las manchas de la piel fuesen distintas:

    http://www.viagen.com/es/news/goodbye-dolly-up-from-sheep-to-cloned-horses/

  15. daniel:

    Estimado Miguel Angel:
    No nos vamos a poner de acuerdo porque la biología no tiene el nivel de precisión matemática que permita zanjar cuestiones con una ecuación, tal vez en el futuro sea así. Ni tenemos el conjunto completo de datos de todo el proceso evolutivo desde hace cientos de millones de años. Pero tú sabes igual que yo que el ARN no hace lo que le da la gana. Seamos serios por favor. Entiendo por supuesto que te refieres al ARN mensajero. Permíteme aclarar lo de la meiosis y la herencia mendeliana: la descendencia en la reproducción sexual depende de la recombinación al azar entre cromosomas homólogos durante la meiosis para formar los gametos, y depende de los genes que lleven los gametos, pero no sólo de los genes dominantes, sino que un descendiente doble recesivo manifestará el fenotipo recesivo. Además tienes dominancias intermedias, codominancias, epistasias, caracteres ligados al sexo … Pero me he dado cuenta de que te refieres al azar no en la recombinación meiótica sino en el desarrollo del individuo. Sobre esto me gustaría aclarar que lo que no es determinismo genético puede ser determinismo epigenético, o puedes ser azar. Pero el azar ¿en qué sentido? De un ratón no sale una rana, así que ese azar está restringido, si es que existe el azar absoluto en el desarrollo embrionario y postembrionario. Existe la influencia del medio, pero si por ejemplo la formación del sistema circulatorio se debiera al azar estaríamos perdidos.

  16. tomás:

    Muy estimado Miguel Angel:
    Parece cierta la frase de Punset. Estoy seguro que sabes cuanto te aprecio.
    En cuanto a mi acuerdo con el comentario de “daniel”, no había considerado para nada los clones. Concretando, mi conformidad es fuerte con su frase, contraria a la tuya: <>.
    Recibe todo mi afecto.

  17. tomás:

    Por alguna razón que no comprendo se ha borrado la frase. Vuelvo a escribirla .
    Espero más fortuna esta vez.

  18. tomás:

    Bueno; se ve que no. Es la primera frase del último párrafo del comentario 10.
    Esperemos que esta vez el sistema no tenga escapatoria.

  19. Miguel Angel:

    Estimado daniel:

    Pues completamento de acuerdo contigo con que la Biología no tiene precisión matemática, precisamente por eso me parece imposible hacer enfoques deterministas cuando tratamos cuestiones tan complejas como puede ser la evolución, el cerebro humano o el comportamiento de una sociedad: no podemos aspirar a esa precisión matemática porque son innumerables los factores que influyen. Demasiados factores (a los que habría siempre que añadir la incertidumbre de si existe mas factores que todavía no hayamos descubierto). Tantos factores que cualquier intento de explicación cae en el reduccionismo.

    Sin embargo, hay que alabar los esfuerzos de Wilson que ha hecho una descripción bastante completa del funcionamiento a nivel de animales y sus sociedades.

    Te aclaro que no me estaba refiriendo solamente al ARN-m, sino de modo general, incluyendo al ARN de transferencia y especialmente al ARN no codificante que es donde tienen lugar estas modificaciones epigenéticas de las que estamos hablando.

    Y una foto con varios caballos clonados y sus manchitas diferentes:

    http://vetmed.tamu.edu/equine-embryo-laboratory/cloning-research

    Saludos y abrazos

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