Clasificación de las formas de variabilidad
En genética se distinguen dos formas de variabilidad fundamentalmente diferentes, dependiendo de si se afecta o no el ADN del organismo.
- No hereditaria (modificacional o fenotípica). Surge bajo la influencia de factores ambientales. No altera el genotipo y siempre está estrictamente limitada por la norma de reacción.
- Hereditaria (genotípica). Es siempre consecuencia de cambios en el aparato genético y se transmite a la descendencia.
La variabilidad genotípica, a su vez, se divide en dos subtipos:
- Variabilidad combinativa (recombinación génica): la estructura de los propios genes permanece igual, pero surgen nuevas combinaciones de estos.
- Variabilidad mutacional (mutaciones): se produce un cambio persistente en la estructura del material genético, lo que conduce a la aparición de nuevos fenotipos.
Mecanismos de la variabilidad combinativa
La diversidad genética durante la reproducción sexual está asegurada por tres procesos clave. Todos ellos están dirigidos a la recombinación de los alelos paternos y maternos.
- Entrecruzamiento (crossing-over). Es el intercambio de segmentos entre cromosomas homólogos, que ocurre en la etapa de paquitena en la profase I de la meiosis. El entrecruzamiento puede ocurrir en diferentes regiones y afectar a un volumen variable de material genético. Se distinguen intercambios simples y dobles (estos últimos pueden implicar a dos, tres o incluso cuatro cromátidas del bivalente). Condición importante: el mecanismo es eficaz solo en heterocigotos (Aa).
- Disyunción independiente de los cromosomas. En el plano ecuatorial del huso acromático, los bivalentes se disponen de forma totalmente aleatoria. En la anafase I de la meiosis, los cromosomas no homólogos se separan hacia los polos, formando combinaciones únicas en el conjunto haploide de los futuros gametos.
- Fecundación. Encuentro aleatorio y fusión de diferentes tipos de células sexuales.
Papel de la meiosis y la fecundación
La tarea principal de la meiosis es la formación de células sexuales con un conjunto haploide de cromosomas mononutricionales (mononemáticos). Este resultado se logra gracias a que la reduplicación del ADN ocurre solo una vez y le siguen dos divisiones. La relativa independencia de los cromosomas permite distribuir la información de forma regular y recombinar eficazmente el material genético.
Durante la fecundación (tanto cruzada como autofecundación), el espermatozoide introduce su conjunto haploide en el óvulo. Los núcleos se fusionan y se forma el núcleo diploide del cigoto. En él, cada grupo de ligamiento vuelve a estar representado por partida doble: por los cromosomas paterno y materno. De este modo, la meiosis y la fecundación garantizan la conservación del cariotipo de la especie a lo largo de las generaciones, mientras que los cambios estructurales del genoma están relacionados con mayor frecuencia con alteraciones precisamente en los procesos meióticos.
Variabilidad y teoría sintética de la evolución (TSE)
La evolución biológica (evolutio — desenvolvimiento) es un proceso irreversible de desarrollo de la naturaleza que posee una orientación adaptativa. Su resultado global es la aparición de nuevas especies y la transformación de la biosfera.
La teoría sintética de la evolución (TSE) moderna combinó el darwinismo clásico con los datos de la genética, la ecología y la paleontología. Un paso muy importante en esta dirección lo dio S. S. Chetverikov en 1926. Demostró que las poblaciones naturales están saturadas de genes recesivos mutantes «como las esponjas están saturadas de agua». Estas mutaciones están ocultas en estado heterocigoto por alelos dominantes.
Postulados principales de la TSE:
- La unidad elemental de la evolución es la población, y no un individuo aislado.
- El material evolutivo elemental es la variabilidad hereditaria (mutacional y combinativa).
- El fenómeno evolutivo elemental es un cambio estable en la composición genotípica de la población.
- La especiación (aparición de mecanismos de aislamiento reproductivo) se considera la etapa cualitativa central de la evolución.
Las tres causas de la variabilidad combinativa son fáciles de recordar por la sigla CRO: Crossing-over (intercambio de segmentos), Recombinación/Disyunción (distribución independiente de los cromosomas en la meiosis) y Ocurrencia/Fecundación (encuentro aleatorio de gametos).
Preguntas de clases y exámenes
¿Por qué el entrecruzamiento no produce variabilidad en los homocigotos?
En los homocigotos (por ejemplo, AA o aa), los alelos son idénticos. El intercambio de segmentos cromosómicos absolutamente idénticos no genera nuevas combinaciones de genes, por lo que la diversidad genética no aumenta.
¿Cuál es la principal diferencia entre la variabilidad mutacional y la combinativa?
En la variabilidad combinativa, la estructura de los propios genes permanece inalterada; solo cambian sus combinaciones. La variabilidad mutacional siempre implica un cambio persistente en la estructura del propio material genético.
¿Qué constituye el material elemental para la evolución según la TSE?
El material evolutivo elemental es la variabilidad hereditaria, que incluye los procesos mutacionales y la recombinación de genes dentro de la población.
Qué más repasar sobre el tema
- Etapas de la profase I de la meiosis (paquitena y formación de bivalentes)
- Tipos de entrecruzamiento: intercambios simples y múltiples
- Diferencias entre la meiosis y la mitosis
- Mecanismos de aislamiento reproductivo en la especiación
- Polimorfismo de las poblaciones y criterios de especie en el marco de la TSE
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