La diversidad comienza con pequeñas diferencias en la secuencia de bases del ADN de los organismos y estas diferencias dan lugar a rasgos diferentes. Las mutaciones aleatorias o los sucesos que ocurren durante la meiosis causan estos rasgos. Veremos los efectos de estos rasgos diferentes y ejemplos de diversidad genética.
La meiosis es un tipo de división celular.
Causas de la diversidad genética
La diversidad genética se deriva de los cambios en la secuencia de bases del ADN de los genes. Estos cambios pueden deberse a mutaciones, que describen cambios espontáneos en el ADN, y a acontecimientos meióticos, como el crossing over y la segregación independiente. El entrecruzamiento es el intercambio de material genético entre cromosomas, mientras que la segregación independiente describe la disposición y separación aleatoria de los cromosomas. Todos estos acontecimientos pueden dar lugar a alelos diferentes y, por tanto, contribuir a la diversidad genética.
Efectos de la diversidad genética
La diversidad genética es muy importante, ya que es el principal motor de la selección natural, el proceso por el que los organismos de una especie que poseen rasgos ventajosos sobreviven y se reproducen. Estos rasgos ventajosos (y también los desventajosos) surgen de distintas variaciones de los genes: son los llamados alelos.
El gen que codifica la longitud de las alas de una Drosophila tiene dos alelos: el alelo "W" da lugar a alas largas, mientras que el alelo "w" da lugar a alas vestigiales. Dependiendo del alelo que posea una Drosophila determina la longitud de sus alas. Las Drosophila con alas vestigiales no pueden volar, por lo que tienen menos probabilidades de sobrevivir que las que tienen alas largas. Los alelos son responsables de cambios anatómicos, como la longitud de las alas de la Drosophila, cambios fisiológicos, como la capacidad de producir veneno, y cambios de comportamiento, como la capacidad de emigrar. Echa un vistazo a nuestro artículo sobre la Selección Natural, que explora el proceso con más detalle.
Fig. 1 - Las Drosophilas son las típicas moscas domésticas también conocidas como moscas de la fruta
Cuanto mayor sea la diversidad genética, más alelos habrá dentro de la especie. Esto significa que hay más posibilidades de que continúe la especie, ya que algunos organismos poseerán rasgos que les permitirán sobrevivir en su entorno.
Baja diversidad genética
Una mayor diversidad genética es ventajosa para una especie. ¿Qué ocurre cuando hay poca diversidad genética?
Una especie con baja diversidad genética tiene pocos alelos. La especie tiene, por tanto, un acervo genético pequeño. Un acervo genético describe los distintos alelos presentes en una especie y, al tener pocos alelos, la continuidad de la especie está en peligro. Esto se debe a que los organismos tienen una probabilidad reducida de poseer rasgos que les permitan sobrevivir al entorno cambiante. Estas especies son muy vulnerables a los desafíos medioambientales, como las enfermedades y los cambios de temperatura. Como consecuencia, corren peligro de extinguirse.Factores como las catástrofes naturales y la caza furtiva excesiva podrían ser la causa de estafalta de diversidad genética.
Un ejemplo de especie que sufre una baja diversidad genética es la foca monje de Hawai. Como consecuencia de la caza, los científicos han informado de un alarmante descenso del número de focas. Tras un análisis genético, los científicos confirman los bajos niveles de diversidad genética de la especie. Está clasificada como en peligro de extinción.
Fig. 2 - Una foca monje de Hawai
Ejemplos de diversidad genética en humanos
La capacidad de una especie para adaptarse a los retos y cambios medioambientales como resultado de la diversidad alélica es notable. Aquí veremos ejemplos de humanos que expresan la diversidad genética y sus efectos.
La malaria es una enfermedad parasitaria endémica del África subsahariana. Los científicos han descubierto que el gen FY, que codifica una proteína de membrana que el parásito de la malaria necesita para entrar en los glóbulos rojos, tiene dos alelos: el alelo "salvaje", que codifica la proteína normal, y la versión mutada, que inhibe la función de la proteína. Los individuos que poseen el alelo mutado son resistentes a la infección palúdica. Curiosamente, este alelo sólo está presente en el África subsahariana. Se trata de un gran ejemplo de cómo un determinado subconjunto de individuos que posee un alelo ventajoso aumenta sus posibilidades de supervivencia frente a los desafíos medioambientales.
Otro ejemplo notable es la pigmentación de la piel en respuesta a la radiación ultravioleta (UV). Las distintas regiones del mundo experimentan diferencias en la intensidad de los UV. Las que se encuentran cerca del ecuador, como el África subsahariana, experimentan una intensidad mayor. El gen MC1R está implicado en la producción de melanina. La producción de melanina determina el color de la piel: la feomelanina se asocia a la piel clara y blanca, mientras que la eumelanina se asocia a la piel más oscura y a la protección contra el daño del ADN inducido por los rayos UV. El alelo que posee un individuo determina la cantidad de feomelanina o eumelanina producida. Los científicos han teorizado que los individuos que habitan en regiones donde la radiación UV es mayor poseen el alelo responsable de la pigmentación oscura para protegerse contra el daño del ADN.
Fig. 3 - Índice UV global
La diversidad genética africana
Los estudios han demostrado que las poblaciones africanas poseen niveles extraordinarios de diversidad genética en comparación con las poblaciones no africanas. ¿Cómo se ha llegado a esta situación?
Hasta la fecha, existen varias hipótesis. Sin embargo, las pruebas han demostrado que los humanos actuales se originaron y evolucionaron en África. África ha experimentado más evolución y diversidad genética durante más tiempo que cualquier otra población actual. Tras emigrar a Europa y Asia, estas poblaciones experimentaron reducciones drásticas en sus reservas genéticas. Esto se debe a que sólo emigraron las poblaciones más pequeñas. Como resultado, África sigue siendo notablemente diversa, mientras que el resto del mundo es sólo una fracción.
La drástica reducción del acervo genético y del tamaño de la población se denomina cuello de botella genético. Podemos explicarlo con la hipótesis de la "salida de África". No te preocupes, no necesitarás conocer esta hipótesis en gran detalle, pero merece la pena apreciar los orígenes de la diversidad genética.
Diversidad genética - Puntos clave
- La diversidad genética describe el número total de alelos diferentes que se encuentran en una especie. Esta diversidad está causada principalmente por mutaciones aleatorias y acontecimientos meióticos, como el crossing over y la segregación independiente.
- Un alelo ventajoso en un gen humano confiere protección contra la infección palúdica. En las regiones donde la intensidad de los rayos UV es elevada, los individuos tienen más probabilidades de poseer alelos que les confieren una pigmentación más oscura de la piel. Estos ejemplos reflejan los beneficios de la diversidad genética.
- Una baja diversidad genética pone a las especies en peligro de extinción. También las hace vulnerables a los desafíos medioambientales.
- La diversidad genética encontrada en las poblaciones no africanas refleja la diversidad encontrada originalmente en África.
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