Raramente nuestro entorno ha cambiado tan rápido. Además del cambio climático, nos estamos exponiendo a los contaminantes del aire, microplásticos y niveles sin precedentes de grasa, sal y azúcar en nuestra comida.
El cambio ambiental es una de las cosas que puede producir mutaciones grandes y graves en nuestro ADN que pueden conducir rápidamente a enfermedades, como el cáncer causado por la radiación. Pero nuestro ADN también contiene muchas pequeñas mutaciones ocultas. Si bien inicialmente no tienen ningún efecto sobre nosotros gracias a una caja de trucos genéticos que nuestros cuerpos usan para protegernos, estas variaciones "crípticas" pueden acumularse a lo largo de muchas generaciones y luego cobrar vida a través de grandes cambios ambientales.
Investigaciones recientes han demostrado cuán importantes son estas variaciones crípticas para la evolución. Existe la posibilidad de que puedan ser detrás del creciente riesgo de problemas como diabetes, cáncer y enfermedades cardíacas, e incluso podrían producir nuevas enfermedades. Pero estas mutaciones también podrían ser obsequios ocultos de nuestros antepasados que nos permiten adaptarnos más rápidamente a los problemas que enfrentamos, desde afecciones médicas hasta el cambio climático.
Los cambios en el ADN combinados con el proceso de selección natural son los que permiten que las especies evolucionen. Algunas variaciones genéticas proporcionan una ventaja selectiva y las personas que las tienen tienen más probabilidades de sobrevivir y transmitir sus genes, extendiéndolos gradualmente a través de la especie. Cualquier cambio que sea una desventaja reduce la supervivencia o las posibilidades de reproducción de un individuo y es menos probable que se transmita a las generaciones futuras.
Amortiguador contra el cambio
La variación genética críptica nos da una tercera alternativa. Algunos cambios en el ADN tienen poco o ningún efecto, no dan una ventaja o desventaja, sino que se acumulan lentamente a lo largo de las generaciones. Estas variaciones se esconden de varias maneras. Por ejemplo, los organismos simples pueden reducir el impacto de los cambios en el medio ambiente en sus funciones biológicas utilizando un proceso conocido como canalización. Esto significa que cambios menores en su ADN no causan diferencias visibles.
A veces, los genes incluso se duplican en diferentes partes del ADN, de modo que hay redundancia en el sistema. Cualquier cambio en un gen puede ser ocultado por los demás.
En formas de vida complejas, muchas variaciones nuevas también pasan desapercibidas porque tenemos dos versiones de la mayoría de nuestros genes (una de mamá y otra de papá), y una de las versiones es dominante sobre el otro. Las variaciones genéticas crípticas son recesivas (no dominantes) en esta relación y, por lo tanto, en condiciones normales no se muestran.
También hay algunos cambios muy pequeños que no causa ningún cambio real a la bioquímica del organismo. Quizás intercambian un componente en una proteína por algo muy similar.
Todas estas cosas actúan como un amortiguador contra los cambios físicos, permitiendo una acumulación de variación en el ADN que solo se hace visible cuando hay un cambio significativo en el medio ambiente. Muchos investigadores en el campo de la genética evolutiva creen que esta variación genética críptica puede responder al problema de cómo las especies han podido adaptarse rápidamente a los nuevos desafíos en el pasado. los pinzones de las islas Galápagos ayudó a Darwin a desarrollar su teoría de la evolución, y la rápida creación de los diferentes tipos de pinzones que vio es muy probable que sea un ejemplo de variación críptica en el trabajo.
Experimento de iluminación: verde fluorescente E. coli bacterias KPWangkanont / Shutterstock
Es imposible observar este cambio en animales o en la naturaleza, dadas las escalas de tiempo multigeneracionales involucradas. Pero investigadores de la Universidad de Zürich recientemente usado E. coli bacterias para demostrar la importancia de esta variación en la evolución y la adaptación a nuevos entornos.
En sus experimentos, crearon un entorno artificial en el que las bacterias que podían producir fluorescencia verde tenían una ventaja sobre las que producían amarillo. Los investigadores mostraron que las colonias bacterianas que contenían niveles más altos de variación críptica podían cambiar más rápidamente a verde fluorescente.
Este fue un cambio pequeño e insignificante para la bacteria, pero una prueba muy clara del concepto de que la variación críptica puede ayudar a una especie a adaptarse más rápidamente al cambio ambiental. Esto puede ser muy importante para comprender la importancia de la variación críptica en los sistemas más críticos que afectan la resistencia y susceptibilidad a las enfermedades.
Investigadores de la Universidad de Würzburg. han demostrado que el nivel de variación genética críptica en Neisseria meningitidis, una bacteria que puede causar meningitis, contribuye a lo dañina que es la enfermedad resultante. Este mayor nivel de variación es solo un factor cuando la bacteria ingresa al torrente sanguíneo, pero no tiene impacto en su entorno normal de la garganta humana.
Una mejor comprensión de cómo cambian estas bacterias cuando están en la sangre puede ayudarnos a combatir enfermedades como la meningitis. Comprenderemos mejor cómo se producen los síntomas y, lo que es más importante, podríamos abordar cualquier resistencia a los antibióticos. escondido en el ADN de la bacteria.
Potencial escondido
Nuestro propio ADN también alberga altos niveles de variación críptica. La posibilidad de que las variantes genéticas crípticas ocultas en nuestro ADN de repente no se vuelvan tan crípticas gracias a los cambios en el medio ambiente es una preocupación seria.
Aunque todavía no entendemos los efectos exactos de la variación críptica, varios cambios en nuestro ADN, heredados silenciosamente de nuestros antepasados, ya se han relacionado con un mayor riesgo de enfermedades como asma or células cancerosas. Para las personas con estos cambios, es más probable que la exposición a los gases de escape del automóvil tenga un efecto.
Sin embargo, también puede haber soluciones y problemas ocultos en el ADN. A medida que el mundo se calienta como resultado del cambio climático, ¿podría la variación genética críptica darnos a nosotros y a otras especies una línea vital muy necesaria? La mayor capacidad para evolucionar rápidamente y adaptarse, puede ser todo lo que se interpone entre una especie que sobrevive al calentamiento global y la extinción.
Sobre el Autor
Michael J. Porter, profesor de Genética Molecular, Universidad de Lancashire Central
Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.
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