Evolución rápida en el nabo

“La evolución es un proceso tan lento que no se puede observar su curso”. ¿Cuántas veces hemos oído esta frase? Pues, aunque no lo parezca, no es del todo cierta. La evolución, es decir, la transformación de una especie en otra o la separación de una especie de otra, es un fenómeno observado bastantes veces. El último ejemplo nos lo muesta una investigación publicada en PNAS titulada “Evolución rápida en el tiempo de floración de una planta anual en respuesta a la fluctuación del clima“.

Brassica napa

La sequía es un factor ecológico significativo, especialmente si hablamos de ambientes áridos. El estudio se ha hecho en la especie Brassica rapa (el nabo de toda la vida). Se recogieron semillas almacenadas procedentes de ejemplares que habían vivido en épocas anteriores a las sequías, y se hibridaron con plantas posteriores a esas épocas. La predicción era que las plantas actuales florecerían antes que las anteriores a los períodos de falta de agua, y así fue, variando esta anticipación entre 1.9 y 8.6 días.

También se obtuvieron híbridos “presequía x postsequía“. El tiempo de floración intermedio en los híbridos porporcionaría una fuente suficiente de diversidad.

Los experimentos y la observación en el campo demostraron que la sequía es un importante factor selectivo a favor de tiempos de floración más cortos y, lo que es más interesante, sin necesidad de que pasen largos períodos de tiempo, como viene siendo habitual que se cuente en este tipo de casos.

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19 comentarios

  • Pero la planta sigue siendo la misma, aunque florezca antes no? No me parece un buen ejemplo de ‘evolución observada de especies’

  • Es más bien un cambio importante en la frecuencia de los genes. Intuyo que en el artículo hay información más jugosa y con más detalle, pero no tengo acceso a él.

  • No Fr3dy, la planta no es la misma, sino otra. Salvo en el caso de ser clones naturales descendientes por propagación asexual de otra planta anterior, cada una es distinta a la otra. Otra cosa es que nosotros la denominemos con el mismo nombre específico.

    La importancia de que sea otra planta es que tanto ella como las demás de su población son conjuntamente portadoras de un reservorio genético que varía a lo largo de las generaciones de acuerdo con las innovaciones debidas a las malas copias del genoma y a las presiones limitantes del entorno. En resumen, lo que te dice Evolutionibus: que en las poblaciones sometidas al estrés de la sequía se da un cambio importante en la frecuencia de los genes. Esta es la clave de la evolución.

    Creo que leí un comentario tuyo que pensé en contestar, pero no recuerdo en qué foro. Venías a decir (y perdona si me confundo) que las variaciones a las que se referían eran debidas a (y aquí citabas algunos fenómenos biológicos muy admitidos, tales como las leyes de la herencia, p. ej.) Me llamó la atención, porque al leerte saco la impresión que consideras la evolución de las especies como algo extraordinario, ajeno a lo cotidiano y que por ello requiere la existencia de unos fenómenos biológicos distintos a los que vemos todos los días ante nuestros ojos. Sé que se te hace difícil de concebir que la acumulación de pequeñas variaciones en principio debidas al azar pueda dar lugar a grandes cambios o al surgimiento de estructuras complejas, pero de momento no hay muchas esperanzas de encontrar otra explicación más completa al fenómeno evolutivo.

    A veces pienso que con la comprensión de los fenómenos biológicos ocurre lo mismo que con los complejos movimientos de los astros. Sabemos mucho de cómo se mueven el sol y la tierra, pero nuestro punto de vista varía según sea el fenómeno que nos interese analizar: si lo que queremos es coger una mesa en sombra durante toda la comida, miramos dónde se encuentra el sol y calculamos dónde estará a la hora del postre. No pensamos en cuánto girará la tierra sobre su eje en ese espacio de tiempo sino hasta dónde se moverá el sol. Lo que ocurre es que este movimiento aparente no nos sirvió cuando quisimos explicar otras cosas, tales como el movimiento aparente de los planetas en la esfera celeste, con los absurdos cambios de sentido de algunos de ellos. Creímos que el fenómeno era demasiado complejo y nos inventamos un concepto nuevo, los epiciclos, para entender un hecho que pensábamos que no tenía nada que ver con lo que veíamos todos los días: el sol girando sobre nuestras cabezas. Sin embargo, pudimos explicar este fenómeno en el momento que admitimos que el nuestro es un planeta como los otros, con una órbita que sigue las mismas leyes que se aplican a los demás.

    Con la evolución ocurre algo parecido; en la vida diaria reconocemos la existencia de las mutaciones y la herencia, sabemos de los factores limitantes que impone el medio al número de individuos que puede soportar una población, pero son conocimientos prácticos que nos valen para reconocer una enfermedad hereditaria, planificar una explotación ganadera o dejar de fumar para evitar el cáncer, pero que precisamente por su cotidianidad nos cuesta relacionar con un fenómeno aparentemente tan poco visible como el de la evolución. Nuestro pensamiento funciona buscando explicaciones excepcionales a hechos que consideramos excepcionales, tales como el surgimiento de estructuras o funciones complejas, como son los ojos o la inteligencia humana. Clasificamos los organismos como especies aparte en función de sus diferencias, pero entendemos mal la evolución si nos olvidamos de todo lo que tenemos en común, donde encontramos los rastros de los procesos que dieron origen a la complejidad que nos deslumbra. Nos cuesta reconocer las similitudes que tenemos con otros seres vivos, como antes nos costó aceptar que nuestro planeta era sólo uno entre otros.

    La invención de conceptos que no se manifiestan en lo cotidiano para explicar el hecho de la evolución (tales como el diseño, la memoria genética, las mutaciones autocontroladas o el control epigenético del desarrollo) se debe al mismo tipo de razonamiento que en astronomía llevó a inventar el concepto de los epiciclos: buscar una solución ad-hoc que nos solucione el tema, que por fuerza debe ser complejo y estar alejado de la cotidianidad, ya que esta nos dice que el sol gira y cada especie genera miembros de su propia especie. El gran mérito de Darwin, que creo que nunca se señala bastante, es la introducción del concepto del tiempo en la biología, idea que tomó del principio de las causas actuales de Lyell, que lo enunció en geología. Pienso que generalmente no se valora como se debe el enorme efecto del paso del tiempo, tan alejado de nuestra experiencia vital y tan ausente de la educación formal que recibimos y seguimos impartiendo.

  • Txema M: Yo no admito el mecanismo de mutación aleatoria + selección natural para explicar la evolución de las especies.
    No tengo claro que el origen de la mutación sea ‘aleatorio’, y tampoco concibo la selección natural como el mecanismo selectivo que hace posible el avance.
    Es cierto que, en el caso de inmunidad a fármacos, por ejemplo, se ve claramente cómo las cepas resistentes sobreviven, pero no me parece un ejemplo extrapolable mucho más allá de situaciones similares.
    ¿Qué pasa cuando la ventaja es mínima? Es decir, no supone un claro ejemplo de vida o muerte.
    ¿Realmente podemos asegurar que el individuo poseedor se reproducirá frente al resto? Y en todo caso, ¿qué pasará con esa pequeña ventaja? Podría ‘diluirse’ en la población, y al cabo de pocas generaciones haber desaparecido. No sé… yo creo que aún tenemos mucho que aprender sobre los factores que influyen, pero de momento la mutación+selección no me parece una explicación convincente.

    Saludos

  • La seleccion natural no es un mecanismo, sino que describe a la reproduccion diferencial entre miembros de una poblacion, es decir, describe el resultado final de todos aquellos procesos que llevan a que dos individuos de una misma especie se reproduzcan de manera distinta. A nivel poblacion en una sola generacion estos procesos que resultan en la SN pueden ser tanto cuestion de suerte (al pavo de turno que ha pasado la carretera se lo ha llevado por delante un coche), como pueden estar determinados por el estado fisico del organismo (el otro pavo tiene unas plumas mas bonitas en la cola que el pavo de al lado). La Sintesis lo que dice es que si tomamos en cuenta un monton de individuos y sus circunstancias, DE MEDIA existe una relacion CAUSAL entre las diferencias en su capacidad reproductiva y su genotipo. Existiendo esta relacion CAUSAL unos genotipos iran cambiando en frecuencia en relacion a los demas y este cambio es lo que los biologos definen como evolucion. La evolucion es un fenomeno poblacional, no individual. Nadie niega que va a haber cambios genotipicos que aparecen en un organismo que son diluidos en la poblacion y que desapareceran, tampoco niega nadie que habra cambios que por ser mas o menos neutrales se mantendran en la poblacion a muy baja frecuencia, pero es la dinamica entre estas frecuencias y la relacion poblacion con medio la que en ciertos momentos resulta en la fijacion de un cambio positivo y novedoso en una poblacion. Precisamente el hecho de que el surgimiento de novedades biologicas en la mayoria de los casos es bastante lento, llegando a requerir miles y miles de generaciones el que indica que no es un proceso dirigido.

  • Juan Antonio, ciertamente serán ahora la misma especie, pero ¿y si sus momentos de floración llegan a diferir tanto que no es posible el encuentro de los gametos? Especialmente en el caso de plantas desérticas o de ambientes áridos, en los que este período puede durar días.

  • Juan Antonio dice: “provocando más o menos simultáneamente, la misma modificación de retraso de floración en todos ellos“. Pero este cambio no se produce por el medio, sino que se hace presente o efectivo gracias a esa sequía. La “predisposición” genética ya estaría presente, pero sólo se pone de manifiesto en esta situación. No se produce el cambio en “todos ellos”, sino que, con toda seguridad, muchos especímenes quedarían en el camino.

    Y, desde luego, el “fenómeno” de que la sequía produce una cambio genético JUSTO EL ADECUADO para responder a ella es algo, por decirlo suavemente, más bien poco científico y para nada respaldado por ningún dato. Y tú mismo delatas el error de tu argumentación cuando dices “el sol broncea simultáneamente a muchos de los bañistas“: el sol broncea a unos pocos, enrojece a otros, e incluso, a algunos (muy oscuros de piel) no les produce efecto aparente en absoluto. La predisposición genética a la capacidad de producir melanina está ya presenta en la persona, no la provoca la irradiación solar.

  • Evolutionibus:

    Yo no digo que se produzca el “cambio adecuado para responder a la sequía”.
    Si el cambio producido es adecuado o no lo vemos a posteriori, al comprobar que los individuos siguen adelante o perecen por no tener capacidad de respuesta o les sucede cualquier otra cosa. Es evidente que la predisposición genética y de organización del organismo es fundamental. Si el organismo es materialmente incapaz de modificarse para poder seguir sobreviviendo bien bajo la forma de la misma especie o de otra distinta, es claro que desaparece al cambiar el medio ambiente. Así que una capacidad de reacción previa debe estar presente. Y la evolución la produciría esa acción del medio cambiante sobre las posibilidades materiales de reorganización del
    funcionamiento del organismo. Sin ese cambio del medio no se “visualizarían”
    los cambios posibles en el organismo y no se vería la evolución, todo seguiría igual, lo que es lo mismo, no habría evolución.
    Yo no he pretendido en ningún momento decir que siempre se produce el cambio adecuado para seguir adelante. Se producen cambios o no, y en el caso de producirse, son adaptativos o no. La especie sigue o aparece otra nueva o desaparece.

    Es verdad que no tengo pruebas de que el medio “fabrique” los cambios genómicos, pero tampoco las tenemos de que estén ahí previamente, esperando
    a ser activados, al menos en todos los casos posibles. El hecho real es la existencia o aparición del cambio. Mientras no se tengan pruebas en un sentido o en otro ambas hipótesis o intentos racionales de explicación son igual de científicas.

    Gracias por tu atención. No esperaba que mis opiniones despertasen tanto interés.

  • >Juan Antonio dice > “…una capacidad de reacción previa debe estar presente.” Y después: >”no tengo pruebas de que el medio “fabrique” los cambios genómicos, pero tampoco las tenemos de que estén ahí previamente”.
    Hay una evidente cotradicción entre las dos frases. Para que un organismo cambie, tiene que poder cambiar.

  • Juan Antonio: “Si el organismo es materialmente incapaz de modificarse para poder seguir sobreviviendo bien bajo la forma de la misma especie o de otra distinta, es claro que desaparece al cambiar el medio ambiente.” Perdón, ¿pero no es esto selección natural?
    Además, sí que hay pruebas, y sobradas, de que esas variaciones genómicas están ya presentes, fundamentalmente en forma de heterocigóticos.

    Memecio, ¿podrías explicarte un poco más? Gracias.

  • Disculpas. Si no entiendo mal, según las propias palabras de Juan Antonio, primero dice que para que un organismo cambie tiene que tener antes una capacidad de reacción. Y después dice que esa capacidad de reacción la motiva el ambiente. Me parece una contradicción.

  • Hola:

    Lo que se esta caracterizando como la “capacidad del organismo a reaccionar” no es mas ni menos que que el resultado de los procesos celulares de copia de ADN, division celular mitotica y division celular meitica, los cuales no son perfectos y resultan en cambios geneticos de una generacion celular a la siguiente. El que estos cambios, que en su gran mayoria son neutrales, resulten en SN al cambiar el ambiente exterior no significa que tales hayan surgido para ese fin, como se esta dando a entender. El organismo tiene capacidad de reaccionar porque es un sistema imperfecto, cuya imperfeccion se ha manteniso por un lado por limitaciones fisico-quimicas del sistema (un 100% de copia gentica de una generacion celular a la siguiente de trillones de bases es posiblemente fisicamente imposible) y por otra porque no ha habido presion selectiva para mejorarlos mas.

  • A ver, Juan Antonio, para entendernos.
    Supongamos que la secuencia génica

    ATTCTGCGCGCGCGAATTTCCCCC

    provoca una adecuada respuesta a la sequía.

    Supongamos que la planta no todas las plantas tienen esta secuencia sino esta otra, que no provoca una respuesta óptima a la sequía:

    ATTCTGCGCGCGCGAATTTCCCCG
    (fíjate que sólo cambio la última letra).

    Supongamos que viene la sequía. ¿Tu que propones?
    1. Que la sequía provoca el cambio de la G por la C en la última posición, haciéndose mejor su respuesta (floración más temprana) o que …
    2. Las plantas que ya poseen la C de última letra (que quizá eran minoría) tendrán mejor respuesta, se reproducirán mejor y acabarán por dominar la población.

    Tú dirás, porque creo que te has contradecido varias veces.

    Y si realmente dudas de tu concepto de selección natural, contrasta tu idea con esto y esto.

    Saludos.

  • Me quedan dos minutos de locutorio. Juan Antonio, dije que la planta era otra porque lo es, como tu y yo somos dos personas distintas. No dije que ese paso hubiera supuesto una especiacion, sino el comienzo de ella.

  • Hola Evolutionibus:

    Pienso que ambas cosas son posibles a la hora de explicar el hecho objetivo
    del cambio de floración o de la caracterísitica de que se hable en cada
    momento. Para ser concretos, yo opino ( no digo necesariamente en el caso del nabo sino en general para explicar un cambio) siguiendo tu esquema, que la
    sequía ( el medio ambiente) puede ocasionar el cambio de G por C o por otra
    letra de la secuencia independientemente de que a posteriori resulte util, neutra o perjudicial.

    Ya sé que no es una postura ortodoxa pero no veo razones para excluirla de antemano. Gracias por tu atención.

    Me voy a dormir. Mañana segueremos si es preciso.

  • Evolutionibus:

    Anoche sobre las 12 y media mandé un comentario, pero veo que no aparece por
    algún problema informatico. Así que aún a riesgo de que luego salga duplicado o algo raro, contesto de nuevo.

    Para explicar el hecho objetivo del cambio observado, en principio ambas posibilidades deben ser consideradas, pienso yo. En concreto, y como ésta es la parte más espinosa del debate, volviendo a tu ejemplo, yo opino que la sequía (el medio en definitiva) puede provocar el cambio de G por C o por otra letra. Una vez ocurrido este cambio puede ser que lo resultante esté mejor adaptado, o no lo esté o sea indiferente.

  • Ya, Juan, pero resulta que la cosa no funciona así. Y eso sí que es un hecho.

  • Asi es Juan Antonio, no hay que a priori desechar ninguna de las dos opciones, pero despues de casi 6 decadas de investigacion no tenemos dato alguno que apoye tu hipotesis, lo que si tenemos es datos que indican que cambios en el ambiente provocan cambios en la frecuencia de alelos en una poblacion. A posteriori hay que reconocer que tu hipotesis es improbable como mecanismo principal de mutacion provocado por el ambiente. Los datos que si que hay indican que el ambiente puede provocar cambios epigeneticos y estos por lo menos por unas cuantas generaciones pueden ser transmisibles. Es este un fenomeno comun? Queda por estudiar con mas detalle.

  • La metilación puede imprimir directamente en el adn y puede cambiar por medio de cambios en la dieta, o en el caso del desarrollo del sistema nervioso, según la historia de interacciones con otros individuos.
    Ahora bien, la genética es bien impresionante pero biología no es sinónimo de genética. De hecho
    que haya o no cambio en el adn es secundario al hecho de que haya un cambio en el fenotipo. El cambio fenotípico, incluyendo el cambio sin cambio genético, también afecta el curso que puede tomar la evolución y debe incluirse en cualquier escenario que pretenda ser realista: el medio siempre influye el desarrollo de los seres vivos.

    Sobre los nabos, es interesante que haya exisitido variación seleccionable para ese rasgo, siempre hay individuos excepcionales y las frecuencias pueden revertirse con facilidad. Se han observado ya “vaivenes” semejantes de selección adireccional, por ej. en pinzones. En el registro fósil se observan especies de cambios “oscilantes”, que viene y van.

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