viernes, 4 de mayo de 2018

Sobre poblaciones

Estamos en época de pasear por el campo y dejar correr la imaginación ante tanta belleza como encontramos. La naturaleza rebosa hermosura, majestad y dignidad, a pesar de las agresiones que le hacemos. Nunca veo florecillas, no soy tan romántico ni  tan bucólico. Tampoco veo las posesiones del llamado Rey de la Creación, ni sus  supuestos desvelos por cuidar sus dominios. En todo caso, sus múltiples agresiones. Pero dejemos por hoy esas cavilaciones negativas y disfrutemos del campo.

En contra de lo que muchos puedan creer, aunque los animales son espectaculares, así como su vida y sus costumbres, han sido los vegetales los que más conocimientos han aportado al mundo de las ideas en biología. Indefensos ante predadores, las plantas han sabido desarrollar estructuras defensivas mediante múltiples y dispares estructuras, que nos enseñan que todas ellas son válidas, aunque cada grupo tenga las propias. Pero hoy tampoco quiero hablar de eso.

AMAPOLA Y CRISANTEMOS

A veces, en biología hemos de tener en cuenta grandes números, tanto en tiempo como en individuos. En biología evolutiva, un millón de años viene a ser como un instante de nuestras vidas, y una frecuencia de uno por millón es algo que está ocurriendo constantemente. Los números han de ser amplios cuando hablamos de biología y no vale comentar el posible futuro evolutivo de una población de 20 individuos.

POBLACION DE AMAPOLAS

Paseando por el monte, siempre es posible ver los diferentes vegetales que lo habitan. Los animales suelen esconderse y hay que ser sagaz para detectarlos. Por eso es más sencillo delatar presencias de plantas y cuantificar sus frecuencias. Siempre es atractivo encontrarse endemismos, seres que habitan específicamente un territorio y solo ese. En islas son frecuentes las especies endémicas. En otras ocasiones nos encontramos especies a las que llamamos cosmopolitas, pues habitan muchos y diferentes lugares separados geográficamente.

DISTRIBUCIÓN IMAGINARIA DE POBLACIONES
Y SU VARIABILIDAD GÉNICA
En el campo, vemos las amapolas iguales, o un gran manto de margaritas, también iguales. ¿Es realmente así?Detrás de la uniformidad fenotípica, puede haber encerrada una gran variabilidad, que es posible descubrir mediante análisis bioquímicos. Imaginemos una especie vegetal que habita un amplio territorio y que está dividida en cinco poblaciones, como esquematizo en la figura. Las flechas que hay entre las poblaciones indican que existe flujo de individuos en ambas direcciones. Todas manifiestan el fenotipo silvestre, pues la selección natural elimina a la planta que se salta esa norma. Analicemos la variabilidad respecto al gen "A", representando como A al alelo silvestre y lo ponemos con mayúscula, pues es dominante. Siempre es así. Los alelos que determinan el fenotipo silvestre en vegetales o salvaje en animales, son dominantes. Con este comportamiento, ocultan toda la variabilidad encubierta que encierra una población. Imaginemos una distribución de alelos  de este gen tal como presento en la figura. En la población central hay varios alelos, A, a1, a3, a7 y a5. Pero esta presencia de alelos no es uniforme en toda el área de distribución de esta especie, pues al noroeste sólo hay alelos A y a1; al noreste sólo A, a1 y a5; al suroeste A, a1 y a3 y, por último, en el sureste encontramos A, a1, a4 y a7.

¿Qué podemos pensar con estos datos? No es raro que el alelo A esté presente en todas las poblaciones, es el responsable del fenotipo silvestre y cualquier expansión poblacional requiere su presencia para resistir con éxito a la selección natural. Pero, ¿y los demás alelos? La tasa de mutación ronda el uno por millón y es un valor muy similar en todos los genes. Entre otras cosas, quiere decir que cada vez que se genera un millón de copias del gen A, aparecerá un mutante. Aplicando este criterio, establecemos que la población más primitiva, y más antigua en esa zona, es la central, y lo deducimos por tener mayor variabilidad. Cuidado, esta opinión es un consenso establecido a falta de poder experimentar en este aspecto. Es un razonamiento  lógico y nunca ha sido refutado experimentalmente, pero insisto en que es una opinión consensuada.

Parece que esta variabilidad es adaptativa, lo digo en el sentido de que según qué zonas, la selección natural favorece a unos alelos y a otros, no. No vamos a ser tan ingenuos como para pensar que hacia el noroeste no fue ninguna semilla portadora de alelos a5, a7, o a3. Pero no sobrevivieron, tal vez a causa de una selección en contra. Lo mismo vale decir en relación a las otras poblaciones y los alelos que faltan si tomamos como referencia a los alelos que existen en la población central. Si estos alelos fuesen neutros es decir, indiferentes ante la selección, encontraríamos una distribución homogénea en todo el territorio.

¿Tienen todas las poblaciones la misma edad? ¿Se formaron de modo simultáneo? No. Para decir esto, volvemos a tener en cuenta la tasa de mutación y la variabilidad que tiene acumulada cada una de ellas. La población más antigua debe ser la del sureste, pues además de tener más variabilidad, tiene un alelo único suyo, el a4, que nos indica la antigüedad de la población, pues ya en ella aparecen mutantes. Ya no es una población tan filial de la central, y nos es posible ver cómo va adquiriendo cierta peculiaridad génica.

Lo que acabo de explicar en pocas palabras puede ser resultado de muchos años de estudio. Rehacer la historia evolutiva de una población requiere su tiempo y una buena estrategia experimental. Lo importante es que al estudiar procesos evolutivos, lo que se encuentra estudiando una especie es aplicable a procesos similares en otras. Así se va reconstruyendo la historia de los seres vivos en nuestro planeta.

Porque queda una pregunta muy importante, ¿cómo llegó la primera semilla a esta zona? O cómo se fundó una población que hoy es estable y aparentemente adaptada. En una palabra, el primer ser que originó un linaje evolutivo del que hoy somos conscientes y capaces de estudiar. Pero eso será otro tema.