Archivo de diciembre 21st, 2012

Herencia de Caracteres adquiridos: Interesantes artículos de Otto Landman

 

El profesor José Francisco Bravo Moreno enviaba desde México el artículo:

Inheritance of Acquired Characteristics, de Otto E. Landman, publicado en el número de Marzo de 1993 de la revista SCIENTIFIC AMERICAN que voy a traducir a continuación. Existe un artículo más largo del mismo autor sobre el tema publicado en Annual Review of Genetics 25 (1991): 1-20 que está disponible aquí.

 

Herencia de Caracteres adquiridos

Por Otto Landman

 

¿Se transmiten a las generaciones posteriores aquellos  cambios en los organismos adquiridos o inducidas en respuesta al medio ambiente? ¿La herencia de caracteres adquiridos, si es que ocurre, juega un papel importante en la evolución? Estas cuestiones han sido objeto de polémica científica y política hasta fechas tan recientes como la década de 1960, cuando los éxitos decisivos de la genética clásica sumergieron este debate. Si se les pregunta, la mayoría de los biólogos de  hoy dirían que la herencia de los caracteres adquiridos no se produce nunca. Sin embargo, en realidad hay numerosos ejemplos bien documentados de este fenómeno, y creo que ha jugado un papel importante en la aceleración de la evolución.

Jean Baptiste de Lamarck, el evolucionista francés del siglo XVIII cuyo nombre se  relaciona a menudo con la herencia de los caracteres adquiridos, creyó  que el uso o el desuso de un órgano influenciaba en su desarrollo en la descendencia de los animales. Lamarck explicó por ejemplo, que el  cuello largo es, en las jirafas,  el resultado de que sus antepasados lo estiraban para para alcanzar las hojas distantes. La genética y la biología molecular desde entonces han demostrado de manera convincente que las adaptaciones de una parte del cuerpo no pueden provocar cambios en las células del esperma y el óvulo que transmiten los rasgos (?).

Y, sin embargo, algunos de los cambios inducidos por el medio son hereditarios. En bacterias en crecimiento, por ejemplo, las paredes celulares rígidas se sintetizan y simultáneamente se cortan con enzimas. Si un experimentador elimina por completo la pared celular de una bacteria, el equilibrio entre la síntesis de la pared y la destrucción se desplaza, y la bacteria continúa  creciendo y multiplicándose indefinidamente sin paredes. La desnudez bacteriana es claramente una característica adquirida que se hereda.

Por accidente, el protozoario Oxytricha a veces produce “monstruos dobles” que constan de dos individuos fusionados como gemelos siameses. Cuando un monstruo doble se corta por la mitad a lo largo, el resultado es dos células sencillas que se reproducen normalmente. Sin embargo, si un monstruo doble se corta en dos transversalmente,  cada mitad da lugar a un monstruo doble, que da lugar a más y así sucesivamente, todos dobles. Una característica heredable puede así adquirirse  a través de un solo corte.

La ausencia heredada de las paredes celulares bacterias y la  condición de monstruo adquirida accidentalmente en Oxytricha resultan de cambios en la expresión génica estabilizados sin operación alguna en los genes mismos.

Una especie fundamentalmente diferente de cambio heredable inducido por el  medio ambiente se produce cuando ciertos conjuntos de genes son específicamente eliminados o añadidos a un organismo. Por ejemplo, el virus sigma sensibiliza a la mosca de la fruta al dióxido de carbono. Las moscas infectadas transmiten el virus a su descendencia, pero si se mantienen calientes mientras se están produciendo los huevos, el virus se elimina, y las moscas son resistentes al dióxido de carbono.

 

A veces, la distinción entre un organismo y sus compañeros de viaje en la evolución no es tan obvia. En Euglena, un protozoo, como en todas las plantas verdes, los orgánulos auto-replicantes llamados cloroplastos llevar a cabo la fotosíntesis. Si células de Euglena se tratan durante seis días con el antibiótico estreptomicina, pierden sus cloroplastos. Así tratada, Euglena sin cloroplastos, puede sobrevivir sin la fotosíntesis y transmitir la condición a su descendencia.

También puede ocurrir el proceso opuesto, es decir,  la adquisición de orgánulos auto-replicantes. Los plásmidos son pequeños círculos de ADN que se encuentran comúnmente en bacterias. Si una bacteria Escherichia coli que lleva un plásmido de fertilidad llamado factor F se añade a E. coli que carecen del factor, entonces F se propaga rápidamente a través del cultivo y se hereda a partir de entonces. Los virus también pueden transmitirse a la descendencia  y pueden volverse una parte permanente de la herencia de un organismo. Por ejemplo, se ha estimado que los cromosomas de ratón contienen unos 25.000 genes de retrovirus que se adquirieron a través de los siglos por medio de infección.

Hay muchos otros ejemplos. De hecho, la mayoría de los biólogos creen que las primeras  células complejas adquirieron la capacidad para llevar a cabo la fotosíntesis cuando una de ellas se fusionó con una bacteria que poseía ese rasgo. Los descendientes de tales bacterias son los cloroplastos que se encuentran hoy en todas las plantas.

 

Si incluimos en nuestro concepto de adquisición las características de los genes extraños introducidas a través de la infección viral, los plásmidos y bacterias, se hace evidente que estas adquisiciones han desempeñado un papel importante en la evolución. Debido a que los  genes de bacterias o plásmidos han tenido muchos millones de años para desarrollar sistemas coordinados, sus bancos de genes pueden conferir a un nuevo huésped completamente desarrollado nuevas capacidades como la fotosíntesis que necesitarían eones para evolucionar de nuevo a través de mutaciones al azar junto con la selección natural.

 

Sugiero dividir los genes de los organismos en dos grupos. Los que se heredan “verticalmente” de los antepasados y los que se adquieren adquiridas “horizontalmente” a veces a partir de virus, plásmidos, bacterias u otros agentes. Los biólogos están empezando a darse cuenta de que los genes en la naturaleza se transmiten horizontalmente incluso entre organismos considerados sin relación alguna: por ejemplo, de bacterias a las plantas, y de las bacterias a la levadura. Evidentemente, la naturaleza ha anticipado algunos trucos  de los ingenieros genéticos.

 

A pesar de la extensa evidencia experimental que demuestra la herencia de caracteres adquiridos, en una revisión reciente de treinta libros de texto  universitarios en genética no encontré mención alguna  del fenómeno. Por citar uno de estos: “La hipótesis de la herencia de caracteres adquiridos de Lamarck ha sido descartada porque ningún mecanismo molecular existe o puede ser imaginado que haría posible esa herencia”.

La actitud escéptica hacia la herencia de los caracteres adquiridos reflejada en esta cita cristalizó en la atmósfera de los debates altamente politizados de los genetistas occidentales con el mejorador de plantas soviético Trofim D. Lysenko.

Lysenko, quien controlaba la agricultura y la investigación genética en la Unión Soviética durante los años 1940 y 1950, se aferraba las ideas de Lamarck sobre la herencia por razones ideológicas. Insistió en que ciertos rasgos útiles podrían ser impartidos a las plantas por condicionamiento ambiental; sostuvo que los  genes no existían. Estaba equivocado, y la Agricultura soviética lo pagó caro. Pero los biólogos han arrojado  un importante bebé con el agua del baño Lysenkoista . Gran parte de  los avances en genética y biología molecular desde entonces han demostrado que la  herencia de los caracteres adquiridos convive cómodamente con la genética molecular. Ya es hora de reconocer que una comprensión de la herencia de los caracteres adquiridos  abre una perspectiva más amplia la genética y la evolución.

 

 

 Manual para detectar la impostura científica: Examen del libro de Darwin por Flourens. Digital CSIC, 2013. 225 páginas.

 

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