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La evolución se acelera cuando en necesario


La evolución biológica de los organismos se basa en la existencia de variaciones del ADN de los miembros de una misma especie, que se producen por la aparición de mutaciones o de otros procesos como la recombinación genética. Sobre estas variaciones, que según postula el darwinismo clásico, se producen al azar y de manera relativamente constante en todos los organismos es sobre las cuales actúa posteriormente la selección natural para fijar aquellos cambios que sean adaptativos en la población. Sin embargo, un reciente estudio ha venido a demostrar que los cambios en el ADN de las bacterias no se producen al azar, sino que son muy dependientes de las condiciones ambientales.

En un reciente estudio publicado hace unos días en la prestigiosa revista de libre acceso Plos Biology ¡todo un lujo!, dos científicos australianos han analizado el papel del medio ambiente en la generación de variación en bacterias. Así, los investigadores cultivaron en paralelo bacterias en medios de cultivo completo o con cantidades limitantes de uno de los elementos químicos esenciales para la vida: carbono, oxígeno, nitrógeno, fósforo y hierro, mientras que el resto de nutrientes se mantenía constante. Y después analizaron detalladamente que cambios (mutaciones, recombinaciones, etc.) se habían ido produciendo en cada uno de los cultivos, de tal manera que como indica la siguiente figura

cantidades limitantes de hierro, oxígeno o nitrógeno no modificaban sustancialmente la tasa de mutación en las bacterias, mientras que menores cantidades de carbono y sobre todo de fósforo multiplicaban por 3 o por casi 6 la tasa de mutación en los respectivos cultivos.

Pero lo más llamativo es que cada condición llevaba asociada un conjunto de mutaciones diferente, de tal manera que como indican las siguientes figuras

cada tipo de estrés medioambiental produjo un conjunto único de mutaciones que luego podrían quedar disponibles para una posterior evolución mediante selección natural. Y esto es así, porque las diversas carencias afectan de forma diferencial a la más que compleja maquinaria de reparación del ADN de la bacteria.

Finalmente, si además tenemos en cuenta que en condiciones de estrés, las bacterias y otros organismos pueden captar también material genético exógeno mediante el proceso de transferencia génica horizontal, estudios como este permiten comprender como las condiciones locales de las diversas poblaciones de una determinada especie pueden derivar más o menos rápidamente en caminos evolutivos marcadamente diferentes bajo la presión de diferentes condiciones ambientales.

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  1. Anónimo
    13 junio, 2017 en 16:24

    Y no será más fácil explicar estas observaciones (y otras muchas: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2989722/) “devolviéndole” a las células la capacidad de modificar su propio ADN para guardar la información de las proteínas, que ellas mismas desarrollaron con prueba y error, necesarias para la adaptación al medio.

    Ésta es una explicación mucho más simple que andar a vueltas con “poderes externos” como el azar y la selección natural, que en el fondo tienen efectos idénticos a los dioses de las religiones (algo externo a ti que decide tu destino), solo que encima no les puedes rezar porque nunca te harán caso. 😉

  2. 13 junio, 2017 en 16:37

    Dices: “Ésta es una explicación mucho más simple que andar a vueltas con “poderes externos” como el azar y la selección natural….”

    Sacado del resumen de la publicación que enlazas: “The model that most readily explains the evidence is that cells under stress produce genetic variants continuously and at random, but these variants are immortalized as mutations only if they allow the cell to grow”. ¿Sabes como se traduce “random”?, ¿sabes como al proceso que selecciona a aquellas mutaciones “that allow the cell to grow”?, ¿sabes que en ciencia se suelen tener en cuenta aquellas hipótesis que mejor explican las pruebas (“evidences”) que se poseen?

  3. 13 junio, 2017 en 17:54

    De hecho el artículo que enlaza anónimo es uno de los que proponía allá en los lejanos años 90 del siglo pasado lo que los investigadores australianos acaban de demostrar.

  4. Kamu Syldeck
    14 junio, 2017 en 1:31

    Hola:

    Lo que entiendo es que en la investigación científica posterior a la observación se plantea de preferencia una hipótesis que cruce la simplicidad con la conveniencia. Es decir, la propuesta que sea posible someter a experimentación más sencilla, pero que también permita explicar en forma más amplia y mejor el fenómeno observado.

    Saludos.

  5. Abraham.
    14 junio, 2017 en 12:40

    Es tan interesante que lo que me parece más asombroso es que esto no se haya estudiado antes.

  6. El Cuerno de la Abundancia
    16 junio, 2017 en 19:18

    De hecho, las bacterias gramnegativas pueden codificar información proveniente de un agente externo y producir modificaciones genéticas para mejorar su adaptación, y por medio de fimbrias sexuales, pueden compartir esa información a otra cepa de la misma especie por conjugación y esta última sufrirá cambios genotípicos y fenotípicos sin necesidad de exponerse al agente externo que impulsó el proceso originalmente.

    Presento como fuente de referencia el manual AMIR. Infecciosas y Microbiología, 6ta edición, pág 12. En caso de que yo cometa un error de interpretación de información, agradezco la corrección.

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