miércoles, 20 de enero de 2010

Mecánica evolutiva 1

Que la evolución es un hecho es algo que ya no puede estar mas claro, aunque los creacionistas sigan luciendo la ignorancia como si fuera un don, la evolución es inclusive usada con fines industriales. Aplicando presión de selección natural o artificial a diversos organismos para cumplir nuestros propósitos. Sin embargo aun reina una gran confusión sobre la forma de operar de la evolución. En parte esto se debe a que en años recientes se han hecho considerables avances en nuestro entendimiento sobre dicho fenómeno. Para resolver este problema decidimos incluir una serie sobre el funcionamiento de la evolución.


Las cuatro bases que conforman de ADN de todos los seres vivos de la Tierra. Se les idéntifica con su inicial; A, G, T y C.

Por lo general se tiene la idea de que la evolución es simplemente el conflicto entre especies resultando en "la supervivencia del mas fuerte". Pero en realidad es mas complejo. En primer lugar y como tema de esta entrada veamos lo mas esencial en la evolución; la mutación.

Antes de meternos con las mutaciones hablemos sobre el ADN. El ADN es una molécula, es decir un conjunto de átomos unidos por medio de enlaces (los enlaces entre los átomos se suelen formar por que dos átomos comparten un mismo electrón, esto los mantiene físicamente juntos). El ADN es una de las moléculas mas grandes conocidas, esta conformada por miles de átomos que se agregan en grupos llamados bases que en sí son moléculas mas pequeñas, estas bases son solo 4 y se repiten una y otra vez agrupadas en pares. A estas se les idéntifica con la abreviación de sus nombres, las letras A, C, T y G.


Agrupamiento de las bases para formar pares, y de los pares para formar cadenas.

Entonces veamos el escenario general; el ADN no es mas que una larga cadena de miles de pares de bases, y hay dos tipos de pares (por lo tanto 4 bases). Estas cadenas son continuas y cada una conforma un cromosoma. El ser humano por ejemplo tiene 46 cromosomas diferentes. Todo esta contenido en el núcleo de cada una de nuestras células.

La razón para que cada célula contenga todas esas 46 cadenas de ADN es por que ellas contienen toda la información que necesita la célula para hacer sus cosas de célula, desde dividirse en dos hasta procesar azúcar. A cada unidad de información, es decir, al conjunto de bases suficiente como para "decir" algo significativo se le llama gen, y puede ser para contener información sobre como fabricar alguna substancia, como realizar alguna función celular o algo por el estilo.

Cada ser diferentes contiene diferente información y suele necesitar una cantidad diferentes de cromosomas, claro el que dos especies tengan la misma cantidad no implica que sus cromosomas sean iguales. Por ejemplo, los hamsters sirios que son también mamíferos como los humanos pero tienen una morfología(forma y estructura) y conducta diferentes tienen 44 cromosomas.


Segmento de una molécula de ADN, formada como una "escalera de bases".

Al total de material genético (ADN) se le llama genóma de la especie y es lo que nos distingue. Entonces cada ser en el planeta tiene una copia de su genóma, es decir el "plano completo y manual de operación" de nuestro organismo en cada célula. Y como sabemos, al procrear descendientes, se mezclan los genómas de los padres para dar lugar a nuevos genómas que serán los de los hijos. Por eso no podemos ser iguales a uno de nuestros padres, por que tenemos ADN del otro, y no somos idénticos a nuestros hermanos por que somos combinaciones del ADN de nuestros padres, pero diferentes combinaciones. Claro en el caso de gemelos es casi idéntico el genóma, de hecho se suele parecer tanto que solo en algunos aspectos poco notorios existen diferencia, por ejemplo, las huellas dactilares.

Pero consideremos algo, ¿Que pasa si al generar el nuevo genóma se comete un error?¿Que pasa si uno de los genes que se usó para el nuevo genóma tenía una base cambiada por otras? ¿Y si tenía una base de mas?¿O de menos? A estos errores se les llama mutación y pueden ser ocasionados por muchos factores, desde radiación incidiendo sobre el ADN a simples errores en el proceso de copiado (nadie es perfecto), después de todo, al copiar tantos miles de genes con muchísimas bases cada uno, en alguna se puede generar un error.


Árbol filogenético. Es una forma de ilustrar las relaciones entre las especies o grupos de especies. La longitud de las líneas que llevan de una especie a otra esta en función de la cantidad de mutaciones que separa sus genómas, como se puede ver, los animales, hongos(fungi) y plantas estan mas cercanos entre si que a las Cyanobacterias.

Estos errores son muy comunes y la mayoría no tiene efecto apreciable y además el ADN tiene sus medios para encontrar y corregir errores. Pero de cuando en cuando, alguna mutación vagamente significativa se hacer presente en algún individuo. Este proceso, la generación de mutaciones, es el combustible de la evolución. Las mutaciones ocurren aleatoriamente por una gran cantidad de factores en el ambiente, así que nunca podemos saber en que base de que gen en que cromosoma ocurrirá o cuando, y esto nos ayudará a entender algunos fenómenos.

Pero, si el genóma contiene la información necesaria para hacer funcionar el cuerpo, una mutación hará que terminemos con "un poco mas" o "un poco menos" de algo. Ya sea una alteración en la longitud de las extremidades, un poco mas de un neurotransmisor, o alguna otra variación. Así que las mutaciones son las "unidades de cambio" de una generación a otra y de un individuo de otro, yo soy diferentes a cualquier otro ser humano en la Tierra por que nos separan un numero dado de mutaciones que hacen a mi genóma algo particular.




Ejemplo de una mutación, este segmento de ADN fue atacado por una substancia cancerígena. La molécula al izquierda es la "normal" mientras que la de la derecha contiene un error, por el intercambio de dos bases, que lleva al mal funcionamiento de las funciones reproductivas de la célula. Se dibujaron de azul y amarillo las partes intercambiadas.

Así que esta es la primer lección para entender la evolución, las mutaciones suceden de manera aleatoria y no hay nada que se pueda hacer para evitarlo. Y tales mutaciones implican cambios en la estructura y funcionamiento del organismo. En las próximas entradas de la serie hablaremos sobre el mecanismo de la evolución, la selección natural.


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