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¡Es asombroso cómo los renacuajos tienen tal plasticidad fenotípica! Pero, ¿qué significa esto? ¡Tendrás que seguir leyendo para averiguarlo!
Definición de plasticidad fenotípica
En primer lugar, echemos un vistazo a la definición de plasticidad fenotípica. En esencia, la plasticidad fenotípica se produce cuando individuos con el mismo genotipo presentan fenotipos diferentes en entornos distintos.
La plasticidadfenotípica se refiere al cambio de fenotipo causado por factores ambientales.
En otras palabras, un organismo que presenta plasticidad fenotípica puede alterar su fenotipo en función de su entorno.
Los fenotipos son los rasgos observables de un organismo.
Figura 1. Plasticidad fenotípica, Isadora Santos - StudySmarter Originals.
Los organismos con plasticidad fenotípica pueden expresardistintos fenotipos en función del entorno, y esto se consigue mediantegenes reguladores que activan genes estructurales en respuesta a estímulos específicos.
Por ejemplo, algunos árboles pueden producir hojas de sombra y de sol. Estas hojas difieren en su forma, y los genes que determinan la forma de la hoja son sensibles a la luz.
Los cambios fenotípicos que se asocian a los organismos varían considerablemente y pueden incluir rasgos como la masa corporal, el tamaño, la forma, la estructura anatómica de partes y órganos, el comportamiento, el metabolismo e incluso la expresión del sexo.
Hay muchos factores ambientales que pueden desencadenar la plasticidad fenotípica, y uno de ellos es la temperatura.
En algunas tortugas, ¡la temperatura a la que se desarrollan los embriones determina el sexo! A temperaturas más frías, el embrión se convertirá en macho. A temperaturas más cálidas, la incubación del huevo producirá hembras.
Otros factores ambientales son los cambios estacionales, la nutrición, la señalización química y la presencia de depredadores (como se observa en los renacuajos de la rana arborícola gris).
Las liebres de raquetas de nieve, una especie de conejo, ven influido su color por los cambios estacionales.
Los organismos también pueden verse influidos por la nutrición.
Por ejemplo, las personas con deficiencia de calcio pueden desarrollar baja estatura.
Una señal química puede ser producida por otros organismos del entorno y afectar al comportamiento de otro organismo.
Por ejemplo, las levaduras segregan feromonas para comunicarse con las levaduras del sexo opuesto sobre su presencia y su disposición a aparearse.
Plasticidad fenotípica adaptativa
Laplasticidad fenotípica adaptativa también se conoce como aclimatación. Este tipo de plasticidad se observa sobre todo en los animales a los que les crece un pelaje más grueso durante el invierno, ¡o en algunas plantas que producen hojas más pequeñas durante la estación seca!
Laaclimatación se conoce como un ajuste fisiológico a un cambio en un factor ambiental.
Básicamente, la aclimatación es una forma que tienen las plantas y los animales de adaptarse a los cambios estacionales o a otros cambios persistentes en el medio ambiente.
Importancia de la plasticidad fenotípica
Entonces, ¿por qué sería importante que los organismos tuvieran plasticidad fenotípica? Dos palabras: ¡aptitud fenotípica!
Un organismo que posee el fenotipo más adecuado para ese entorno tendrá una mayor aptitud. Por tanto, los organismos plásticos podrían tener una mayor aptitud en múltiples entornos (en comparación con los organismos con fenotipos fijos).
La aptitud es la capacidad de sobrevivir, reproducirse y contribuir al futuro acervo genético.
La plasticidad fenotípica también tiene algunas aplicaciones prácticas importantes. Para reducir sus efectos, los investigadores han estudiado la plasticidad.
Por ejemplo, en los cultivos, la reducción de la plasticidad en las cosechas garantiza que siempre se consigan altos rendimientos, ¡aunque cambien las condiciones ambientales!
En los seres humanos y otros animales, la capacidad de comprender la plasticidad podría dar a los científicos más conocimientos sobre algunas anomalías causadas por factores ambientales.
Ejemplos de plasticidad fenotípica
Veamos algunos ejemplos comunes de plasticidad fenotípica: el color de las flores en función del pH del suelo y el efecto del aumento de los rayos UV en la producción de melanina en los animales.
El color de las flores de las hortensias cuando crecen en suelos con distintos valores de pH. Las hortensias cultivadas en suelos ácidos tenían un color azul, mientras que las cultivadas en pH en torno a 7 ¡tenían más bien un color rosa intenso!
¡Los animalesdel Ártico , como las liebres con raquetas de nieve, cambian el color de su pelaje según el tiempo! Durante el verano, las liebres con raquetas de nieve tienden a ser marrones o grises debido a que la mayor parte de su hábitat es marrón o gris. Sin embargo, cuando nieva y todo se vuelve blanco, su pelaje también cambia a blanco.
Este cambio de color está relacionado con la cantidad de luz que reciben durante el día.
Plasticidad fenotípica en humanos
La plasticidad fenotípica también puede darse en los seres humanos. Piensa por un momento en los gemelos idénticos. Aunque tengan el mismo genotipo y fenotipos similares, ¡su fenotipo no será idéntico al 100% debido a los efectos que el entorno tiene sobre ellos!
En condiciones ambientales diferentes, ¡los seres humanos también pueden tener pesos diferentes!
Por ejemplo, lo más probable es que el peso de una persona cambie en función de la dieta y el ejercicio.
Los factores ambientales, como la nutrición, también pueden influir en laexpresión fenotípica humana.
La fenilcetonuria es un trastorno genético autosómico recesivo que se caracteriza por niveles elevados de fenilalanina. Los individuos con este trastorno no son capaces de metabolizar el aminoácido fenilalanina, por lo que, al acumularse, provoca la muerte de las células cerebrales, lo que conduce a la muerte. La buena noticia es que, si la persona sigue una dieta para reducir los niveles de fenilalanina al mínimo, ¡el trastorno puede controlarse!
Otro ejemplo tiene que ver con la radiación UV. En los humanos, la producción de melanina se ve afectada por los rayos UV. La melanina es un pigmento producido por los melanocitos para proteger el ADN de la radiación UV. Por tanto, si aumenta la exposición a los rayos UV, ¡también aumenta la producción de pigmentación!
¿Has oído hablar de la plasticidad neuronal? La plasticidad neuronal se produce cuando las conexiones sinápticas se refuerzan o debilitan con el tiempo, ¡en respuesta al nivel de actividad en la sinapsis! Los científicos creen que un defecto en la plasticidad neuronal podría ser una causa subyacente del autismo , que se caracteriza por un deterioro de la comunicación y la interacción social.
Polifenismo frente a plasticidad fenotípica
Ahora que hemos hablado de la plasticidad fenotípica, veamos la plasticidad fenotípica en organismos que presentan polifenismo, también conocido como plasticidad discreta.
El polifenismo es cuando surgen fenotipos discretos a partir de un único genotipo debido a diferencias en las condiciones ambientales.
Elgenotipo es la composición genética de un organismo.
Un gran ejemplo de polifenismo se observa en las abejas melíferas hembra. En este caso, la alimentación es la causa de la plasticidad fenotípica, ¡y su dieta larvaria determinará si se convierte en reina o en obrera!
Pruebas de variación fenotípica
Por último, veamos cómo comprueban los investigadores si la variación fenotípica se debe al genotipo o al ambiente. La ecuación general para la varianza fenotípica es la siguiente
$$ \text{Varianza fenotípica = Varianza genética + Varianza ambiental} $$
Unexperimento de trasplante recíproco es un método habitual para investigar las diferencias entre poblaciones, y implica mover individuos con fenotipos alternativos entre entornos alternativos. Habrá normas de reacción similares entre poblaciones cuando las diferencias se atribuyan a factores ambientales (plasticidad fenotípica).
Una norma de reacción es un tipo de gráfico que muestra el patrón de fenotipos que puede desarrollar un organismo al exponerse a distintos entornos.
Plasticidad fenotípica - Puntos clave
- La plasticidadfenotípica se refiere a la capacidad de un organismo para cambiar su fenotipo en función de su entorno.
- Los cambios fenotípicos asociados al entorno pueden producirse en los organismos de diversas formas, como cambios en la masa corporal, el tamaño, la forma, la estructura anatómica, el comportamiento, el metabolismo e incluso el sexo.
Referencias
- Relyea, R., ECOLOGÍA : la economía de la naturaleza, 2021.
- Dewitt, T. J., & Scheiner, S. M., Plasticidad fenotípica : enfoques funcionales y conceptuales, 2004.
- Mary Jane West-Eberhard, Plasticidad del desarrollo y evolución, 2003.
- Freeman, J. C., Análisis evolutivo, 2020.
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