Introducción a la variabilidad fenotípica
El organismo interactúa constantemente con el medio ambiente. Los cambios de temperatura, nivel de insolación, alimentación o presión obligan a las células y tejidos a adaptarse a las nuevas realidades.
La característica principal de dicha adaptación radica en que se manifiesta exclusivamente en un individuo concreto (o grupo de individuos) expuesto a dichas condiciones. Al mismo tiempo, la «instrucción» básica del organismo —su genotipo— permanece absolutamente intacta. Es por ello que los caracteres adquiridos de esta forma no pueden transmitirse a la siguiente generación.
Propiedades principales de las modificaciones
La variabilidad modificativa posee una serie de rasgos característicos que la distinguen de las mutaciones.
- Carácter masivo. Si un mismo factor ambiental actúa sobre una población, los cambios afectarán a la gran mayoría de los individuos. Un ejemplo clásico: la exposición a la radiación ultravioleta provoca una pigmentación cutánea aumentada (bronceado) en prácticamente todas las personas.
- Adecuación de los cambios. La intensidad del carácter depende directamente de cuán intenso sea el factor ambiental. Cuanto más tiempo pasa una persona expuesta al sol, más activamente se produce el pigmento y más oscura se vuelve la piel.
- Brevedad (reversibilidad). En la mayoría de los casos, la modificación desaparece tan pronto como cesa la acción del factor que la provocó. El mismo bronceado se desvanece gradualmente durante los meses de invierno. Esta propiedad es de suma importancia en la agricultura: por ejemplo, la producción lechera y el contenido de grasa en la leche de las vacas dependen directamente de la calidad de los cuidados y la alimentación, y ante el empeoramiento de las condiciones, estos indicadores caen rápidamente.
- Adaptabilidad. Las modificaciones son respuestas fijadas evolutivamente. Con un genotipo invariable, ayudan al organismo a adaptarse a un medio cambiante. La mayoría de estos cambios tienen un claro valor adaptativo, lo que aumenta las probabilidades de supervivencia.
- Limitación. Los cambios fenotípicos no pueden ser infinitos. Los límites de esta variabilidad están estrictamente limitados por la denominada norma de reacción.
Norma de reacción: límites genéticos
La norma de reacción es la capacidad, determinada genéticamente, de un organismo para variar el grado de expresión de un determinado carácter dentro de unos límites específicos y estrictamente definidos, en función de las condiciones externas.
El principio fundamental de la genética establece que el organismo no hereda de sus padres el carácter ya formado, sino precisamente la norma de reacción, es decir, la capacidad de responder de manera específica al medio. Por ejemplo, la presencia misma de pecas está predeterminada por el genotipo de una persona, pero la intensidad con la que se manifestarán y la cantidad en que aparecerán dependen del nivel de insolación (cantidad de luz solar).
Según la amplitud de la norma de reacción, todos los caracteres se dividen en dos grandes grupos:
- Caracteres plásticos. Se distinguen por una norma de reacción muy amplia. El grado de su expresión es sumamente inestable y depende en gran medida del medio ambiente. Un claro ejemplo de adaptación: la cantidad de eritrocitos en 1 mm³ de sangre humana puede aumentar casi al doble si la persona se encuentra en la montaña a una altitud de unos 4 000 metros. El organismo compensa la falta de oxígeno alterando un carácter plástico.
- Caracteres no plásticos. Poseen una norma de reacción estrecha. Prácticamente no se ven influidos por el medio externo y se mantendrán estables durante toda la vida. Entre estos caracteres se encuentran el grupo sanguíneo o el color del iris del ojo.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿En qué se diferencia la variabilidad modificativa de la mutacional?
La variabilidad modificativa (fenotípica) representa el resultado de la exposición a factores externos sobre el organismo, sin afectar el genotipo, y no se transmite por herencia. A diferencia de esta, la variabilidad mutacional consiste en cambios estables en el material genético (genotipo) que surgen de forma espontánea o bajo la acción de factores externos e internos.
| Característica | Variabilidad modificativa | Variabilidad mutacional |
|---|---|---|
| Herencia | No se transmite por herencia | Puede transmitirse por herencia; las mutaciones somáticas no se heredan en la reproducción sexual |
| Alteración del genotipo | El genotipo no se modifica | El material genético se modifica |
| Alcance | Los cambios pueden afectar a la mayoría de los individuos de la población bajo la acción de un solo factor | — |
| Reversibilidad | La mayoría de las modificaciones desaparece tras cesar la acción del factor | Los cambios son estables |
| Adaptabilidad | La mayoría de las modificaciones tiene valor adaptativo | — |
¿Qué mecanismos epigenéticos se encuentran en la base de la variabilidad modificativa?
Los mecanismos epigenéticos modifican el fenotipo (la expresión génica) en respuesta a las condiciones ambientales sin alterar la estructura primaria del ADN. Entre los mecanismos de la herencia epigenética se encuentran:
- Metilación del ADN: adición de grupos metilo al ADN.
- Modificación de histonas: alteración enzimática de las proteínas histonas que afecta a la compactación de la cromatina.
- Remodelación de la cromatina: cambio en el estado de la cromatina (eucromatina o heterocromatina).
- Interferencia por ARN.
- Prionización de proteínas.
- Inactivación del cromosoma X.
¿Qué son las fenocopias y los morfozos?
Los morfozos son cambios fenotípicos no hereditarios (modificaciones) que surgen bajo la acción de factores ambientales extremos (por ejemplo, radiación X o agentes químicos) durante periodos críticos de la ontogenia. Con frecuencia imitan a las mutaciones y sirven como material para la selección.
Las fenocopias son morfozos originales, es decir, cambios no hereditarios que, en su manifestación fenotípica, copian (imitan) caracteres habitualmente causados por mutaciones. Asimismo, se denominan fenocopias aquellas patologías de naturaleza no genética que, por su fenotipo morfofuncional, son similares a ciertas enfermedades genéticas (por ejemplo, las fenocopias de la miocardiopatía hipertrófica), pero tienen una etiopatogenia diferente.
Recordar las cinco propiedades principales de las modificaciones es fácil mediante el acrónimo MACAO: Masividad, Adecuación, Cortidad (reversibilidad), Adaptabilidad, Olimitación.
Preguntas de clases y exámenes
¿Se heredan las modificaciones?
No, los cambios modificativos en sí mismos no se heredan, ya que no afectan a los genes. Lo que se transmite por herencia es únicamente la norma de reacción: el marco genético dentro del cual el carácter puede variar.
¿En qué consiste la adaptabilidad de la variabilidad fenotípica?
Permite al organismo adaptarse rápidamente a las condiciones ambientales actuales, lo que incrementa la supervivencia, mientras que el aparato genético permanece invariable.
¿Por qué cambia la composición de la sangre en los alpinistas?
La cantidad de eritrocitos es un carácter plástico con una norma de reacción amplia. En respuesta a la escasez de oxígeno (factor externo), el organismo incrementa la producción de glóbulos rojos para compensar la hipoxia.
Qué más repasar sobre el tema
- Mecanismos moleculares de la formación de la norma de reacción
- Importancia de la variabilidad modificativa en la agricultura y la mejora genética
- Comparación entre la variabilidad modificativa y la mutacional
- Papel evolutivo de la plasticidad fenotípica
- Métodos de análisis estadístico de los caracteres plásticos
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