¿Mutaciones por azar o inducidas? Un acercamiento a los mecanismos de mutación inducidos por estrés.

Usualmente se piensa que las mutaciones un fenómeno constante que se produce por azar en los genes de los individuos de una población. Sin embargo, estudios hechos desde los 70′s han demostrado que existen mecanismos que inducen la mutación de genes en situaciones de estrés en organismos como bacterias, levaduras e incluso en células humanas.

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La humanidad vs. la selección natural

Han pasado más de 150 años desde la publicación de El Origen de las Especies. Desde entonces, las teorías evolutivas de Darwin y Wallace se han visto enriquecidas por los aportes de docenas de investigadores como genetistas, paleontólogos, fisiólogos, químicos, etc., pero sus elementos más empíricos fueron establecidos casi desde sus orígenes.

Antes de contarle al mundo su teoría de la selección natural, Darwin dedicó los primeros capítulos de ‘el Origen’ a explicar otro fenómeno adaptativo: la variación de los organismos en estado doméstico. Recordemos que Darwin argumentaba que eran las condiciones del medio las que determinaban si X organismo con X carga fenotípica era adecuado para subsistir  lo suficiente en ese medio en particular para procrear descendencia. En otras palabras, un ambiente árido presenta por si mismo toda clase de dificultades para un organismo que requiere de condiciones muy específicas o de una gran cantidad de recursos para subsistir. Los animales grandes, con piel oscura o sin protección a la desecación o a la constante radiación solar y sin mecanismos para disipar el exceso de calor, por ejemplo, tendrán muchas más dificultades simplemente para sobrevivir a las condiciones de ese medio, ya no digamos para competir por recursos con otros organismos morfológica y fisiológicamente mejor preparados.

Estos organismos mejor preparados tendrían mayores facilidades para obtener los recursos que necesitan (alimento, agua, refugio), y por consiguiente, tienen mayores posibilidades de conseguir una pareja y tener descendientes. Con el paso de las generaciones, los organismos con las características más adecuadas para ese ambiente habrán sobrevivido. Así, la ‘naturaleza’, mediante este proceso ‘selecciona’ a los individuos mejor preparados y les permite sobrevivir.

Pero hay excepciones a esta regla. Si hay un animal especializado en violar las leyes naturales, ese es el humano. La humanidad a logrado volar, sumergirse a grandes profundidades, llegar y sobrevivir al espacio, modificar masivamente su entorno y su microclíma, mover objetos gigantescos, controlar y duplicar fenómenos naturales, transformar su cuerpo y mejorar artificialmente sus habilidades físicas, a pesar de que, genéticamente hablando, no tendría que hacer ninguna de esas cosas. Y esta particularidad se extiende a muchos de los organismos con los cuales convive y de los que obtiene recursos para vivir. El hombre no solo explota una gran cantidad de organismos para obtener sus productos, sino que a adaptado a los organismos en si mismos a sus necesidades y diversos estilos de vida. Esto, más o menos, es la definición de domesticación.

La domesticación se ha dado prácticamente desde la aparición del Homo sapiens en la Tierra. El hombre tomaba una especie silvestre de la que podía obtener algo (alimento, abrigo, protección, etc), la llevaba a su lugar de refugio y se dedicaba a su crianza: la proveía con todo lo que necesitara para sobrevivir y pudiera seguir dándole su(s) producto(s), la reproducía y repetía el proceso con la descendencia. Incluso llegaba el punto en que pudiera tener un exceso de producto, dándole esto la opción de usar ese exceso para razones distintas al consumo propio (moneda de cambio para usar con otros productores, por ejemplo). De esta forma surgió el comercio (cosa que no nos interesa por el momento). Al irse desplazando por el mundo, el hombre llevó sus especies domesticadas con él, al mismo tiempo que domesticaba nuevas en los lugares a los que llegaba. En cada nuevo ambiente el hombre tenía distintas necesidades que no podía satisfacer con un mismo tipo de organismos. Seguía necesitando más o menos los mismos recursos, pero no todas las especies que había domesticado se adecuaban bien a todos los ambientes. Algunas reducían su producción, mientras que otras simplemente no podían sobrevivir. Afortunadamente, existe el fenómeno conocido como mutación.

La mutación es uno mecanismo que promueve la aparición de nuevas variedades de organismos. Características físicas que pueden aparecer al azar de una generación a otra. Si las mutaciones ayudan al organismo a adecuarse mejor al ambiente, ese organismo tendrá una ventaja por sobre otros de su especie, lo que aumentará su probabilidad de reproducirse y transmitir esa característica adquirida a sus descendientes. Si la mutación perjudica al individuo en su desarrollo, le dificulta obtener recursos o lo pone en desventaja frente a otros organismos de su misma especie o de otras, tendrá mayores probabilidades de… bueno, de morirse. Se dice que la selección natural ‘conserva’ las mutaciones benéficas y ‘rechaza’ las perjudiciales.

Así, después de varias generaciones, las especies domesticadas comenzaron a presentar mutaciones evidentes. Los criadores empezaron a cruzar entre si organismos con cierto tipo de mutaciones y a aislarlos reproductivamente del resto del grupo. De esta forma se dio lugar un proceso de especiación que derivó en la aparición de distintas razas o variedades de una misma especie. En estado silvestre, la especiación se puede dar cuando una población de determinada especie se ve fragmentada por algún tipo de barrera natural que las aisla entre si y las confina a zonas distintas con características ambientales diferentes. Si uno de los fragmentos presenta el ‘pool’ genético suficiente (es decir, si cuenta con suficientes individuos como para que esa población pueda seguir reproduciendoce sin caer en la endogamia) y se mantiene separada de el(los) otro(s) fragmento(s), con el paso del tiempo (y de las mutaciones), ambas poblaciones tenderán a seguir ‘rutas evolutivas’ distintas, gracias a la selección natural y a la diferencia de condiciones entre los distintos medios.

Como ya mencionamos, en la naturaleza, los organismos que presentan las mejores características para sobrevivir a un ambiente dado, tendrán mayores posibilidades de lograrlo. Obviamente. Pero en las especies domesticadas, la historia es muy diferente. No es el medio el que decide que mutaciones se conservan y cuales se desechan; es el hombre. Los criadores y agricultores no eligen una u otra sepa o raza de alguna especie por que piensen que vaya a tener mejores posibilidades de supervivencia. Lo hacen por que saben que esa variedad tiene algun tipo de ventaja en su capacidad de producción por sobre las demás. Ya no estamos hablando de selección natural, sino de selección artificilal.

A veces, cuando somos niños y tenemos mascotas, (un pez, un ave, una tortuga, un hamster, etc), tenemos el ímpetu de tomar ese animalito y ‘devolverlo’ a la naturaleza. Lo que no sabemos es que, cuando liberamos a nuestro pez dorado en un rio, prácticamente lo estamos condenando a la muerte. Contrario a lo que muchos creen, la gran mayoría de los peces de ornato que embellecen las peceras de nuestras casas, oficinas o consultorios no provienen de ambientes naturales. Y la razón es muy simple: en la naturaleza no existen los peces dorados. En realidad son el resultado de cruza tras cruza tras cruza de peces con características muy específicas y que los acuacultores buscan conservar y duplicar en sus criaderos: colores vistosos, colas muy adornadas y llamativas, cuerpos pequeños aunque rechonchos para ser suficientemente visibles, comportamiento pasivo, etc.

Pero lo que para los aficionados de los acuarios puede considerarse un pez perfecto, para la naturaleza es todo lo contrario. En un ambiente natural, lleno de competidores y depredadores, el ser muy vistoso y poco aerodinámico es un problema serio. En condiciones silvestres, lo más probable es que la selección natural acabara con esas mutaciones generaciones atrás, en el punto en el que comenzaran a ser perjudiciales para la supervivencia o éxito reproductivo de sus lineas de portadores. La selección natural no solo habría eliminado a nuestro pez dorado antes de siquiera nacer, sino que habría acabado con sus tatarataratarabuelos. Pero esto no ocurre en el caso de la selección artificial. El acuacultor no buscaba que sus peces fueran veloces, ágiles o camuflados; solo quería que fueran bonitos. Y no tendría por que hacerlo. Él cría peces con la intención de que estos permanezcan durante toda su vida en una caja de vidrio alimentados por un humano. En condiciones así, no necesita ninguna de esas cosas. El problema es cuando tenemos la noble intención de liberar a nuestro pez para que ‘vuelva a donde pertenece’.

El perro es el animal domesticado por excelencia. El grado de vinculación del perro doméstico con el humano llega a tal grado que el perro puede llegar a morir si pierde a su dueño. A pesar de que existen gran cantidad de jaurías ‘ferales’ (descendientes de organismos domesticados que viven de forma silvestre y no están bajo el cuidado de ningún humano y comienzan a recuperar sus instintos) en muchos centros urbanos y áreas suburbanas, estos organismos siguen dependiendo en gran medida de lo que producen los humanos. Muy difícilmente podrán colonizar ambientes verdaderamente vírgenes, sin intervención del hombre, encontrar su propio nicho ecológico y lograr competir con otros depredadores similares a ellos, como los lobos.

El problema de las especies domesticadas es que, junto con la domesticación, viene la dependencia. Prácticamente ninguna podría competir en condiciones naturales con sus similares silvestres. En situaciones de gran agitación social como las guerras o las crisis económicas, las personas involucradas ven sus estilos de vida radicalmente cambiados. En condiciones así, la gente busca la forma se subsistir por si misma con los recursos que le quedan a su disposición, olvidando, obviamente, a todos los animales que los han acompañado a lo largo de sus vidas o incluso de las de sus familias. En las migraciones masivas de refugiados rara vez se ve a gente llevando consigo alguna mascota o animal de trabajo. La razón es muy simple: representa una boca más que alimentar en un momento en el que todos los recursos escasean. Todos estos seres vivos que son dejados atrás deben encontrar la forma de sobrevivir sin la ayuda de los seres humanos, lo cual les es casi imposible, pues nacieron y fueron criados específicamente para eso. En biología, a la dependencia entre dos organismos se le conoce como parasitismo. El parasitismo verdadero conlleva que, mientras uno de los organismos puede vivir libremente, el otro depende completamente del primero para sobrevivir. En el caso de nuestras mascotas, animales de trabajo y organismos domesticados en general, muchas personas no tienen necesidad de cuidar de alguno de ellos (existe el comercio, ¿recuerdan?); sin embargo, ellos siempre necesitarán de nosotros para sobrevivir.

De cómo las vacas están acabando con el mundo

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El campo es y seguirá siendo la principal fuente de recursos alimenticios del mundo.  Mundialmente, el ganado aporta el 15 % de la energía alimentaria total y el 25 % de las proteínas de la dieta, y es la base de los medios de subsistencia y la seguridad alimentaria de casi mil millones de personas. Prácticamente no podríamos sobrevivir sin los productos que se generan en el campo. Además de alimenticios, los cultivos se aprovechan con fines farmacéuticos  de higiene, combustibles ecológicos, composta, forraje, utensilios, construcción, etc. Nuestro estilo de vida, además de la supervivencia de millones de personas, depende de los productos agrarios y pecuarios.

El cultivo de especies animales y vegetales beneficiosas fue de las primeras actividades que desarrolló el ser humano, además de servirle de base para el establecimiento de sociedades. Originalmente, la agricultura y la ganadería se llevaban a cabo en las condiciones y sitios propios a la biología de las distintas especies a cultivar, pues era complicado lograr que se desarrollaran en ambientes distintos o que tuviesen la misma calidad y/o rendimiento. Pero con el progreso de las sociedades, se han desarrollado métodos y herramientas tecnológicas de gran utilidad, al grado de que especies de suma importancia como el maíz, el trigo, las reses, el pollo, etc. pueden cultivarse y criarse en practicamente cualquier lugar del mundo.

Esta internacionalización de especies de importancia alimenticia (la gran mayoría provenientes de Europa) contribuyó a la expansión demográfica y geográfica de los grupos humanos hasta sus cifras actuales: más de 7,000 millones de personas y asentamientos humanos en casi cada rincón del planeta. En éstas condiciones, la agricultura y la ganadería son fundamentales para cubrir la creciente demanda de alimentos de la igualmente creciente población humana. Pero estos requerimientos constantes pueden llegar a ser perjudiciales a futuro para la humanidad.

Aunque no lo parezca, actividades como la agricultura, al ganadería, la minería, el turismo, el comercio, el transporte, el entretenimiento, la construcción, etc. son potencialmente muy dañinas para el ambiente. Practicamente cualquier actividad humana a gran escala representa un riesgo para algún elemento de algún ciclo biótico, lo que a su vez altera todo el sistema, la mayoría de las veces con resultados impredecibles. Para saciar el constante apetito de un mundo siempre en crecimiento, se necesitan cada vez más áreas de cultivo y pastoreo. Al escasear las zonas de pastizales en distintos lugares del mundo, aunado a las carencias, rezago tecnológico y cultural y distintos factores socioeconómicos propios del campo, los productores se ven obligados a modificar el paisaje local, sin conocer lo que esto pueda implicar.

Cada día en el mundo se pierden de 300 a 500 kilómetros cuadrados de selva tropical, y con ella se pierden gran parte de la diversidad biológica (gran parte de ella desconocida). Muchas de las especies silvestres que se destruyen con la tala de selvas y bosques para explotación forestal y la creación de campos de cultivo, forraje, carreteras, etc. pueden tener una gran variedad de usos potenciales que ofrecer a la sociedad de consumo. Desde remedios naturistas tradicionales, hasta como materias primas para sin fin de productos prácticos, la mayoría de estas especies son desconocidas para la ciencia (y por ende, los beneficios que podrían representar); y de las pocas cuyas propiedades si conocemos, hay poco o nulo interés en detener la destrucción de las áreas naturales en aras de hacer uso de estos recursos. Es mucho más rápido, sencillo y práctico seguir destruyendo grandes extensiones de selva para cosechar maíz, que dedicar tiempo y recursos a investigar la diversidad biológica de la zona, identificar las especies explotables y diseñar programas para el uso sustentable de las mismas. 

Además del daño a nivel de especies, el daño que la reducción en el numero de determinado organismo (ya no digamos su total desaparición) repercute en toda la dinámica del ecosistema, que a su vez afecta al ser humano de formas que no podemos prever. Por ejemplo, los suelos destinados a cultivo y a forraje son extremadamente menos fértiles y productivos que el suelo de la selva virgen, debido principalmente a: a) erosión del suelo, pues al retirarse la vegetación natural, el suelo queda expuesto al viento y la lluvia, los cuales reducen la concentración de nutrientes en el suelo, b) la inundación de los suelos; la atenuación del impacto directo de la lluvia sobre el suelo gracias a la captación de agua por parte de los distintos estratos de vegetación de la selva desaparece si simplemente deja de haber arboles, y c) ausencia de materia orgánica en descomposición (muy común en la selva) que devuelva sus nutrientes a la tierra. Este es solo un ejemplo, pero existen problemas mucho más graves, como la destrucción de barreras naturales de especies plaga y fenómenos naturales, la reducción en la tasa de producción de oxígeno y de captación de CO2, cambio drástico del microclima y los regímenes de lluvia, desertificación, etc. que son consecuencia directa de la destrucción de los ricos ecosistemas en busca de nuevas áreas para establecer monocultivos y áreas de pastoreo para las especies pecuarias.

Bien valdría la pena que los distintos gobiernos destinaran recursos ya no a la producción de alimentos sintéticos y de cultivos genéticamente modificados que llevan a cabo poderosas empresas transnacionales, si no a la modernización del campo, a erradicar las carencias en salud, educación, vivienda, vestido y alimentación que sufren las comunidades rurales, a campañas de concientización de productores, usuarios y sociedad en general, al uso de nuevas tecnologías que no atenten contra las escasas reservas naturales del mundo, a la investigación científica, a programas de explotación sustentable de los distintos recursos naturales desconocidos hasta ahora y a la eficientización de la industria y los medios de producción. Lamentablemente, con las tendencias actuales, es bastante difícil creer que algún día esto pueda lograrse.

Aunque uno siempre puede soñar…

De tortugas marinas

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  • Se conocen  8 especies y 5 géneros de tortugas marinas, pertenecientes a solo 2 familias
  • Dentro de la familia Chelonidae se encuentran la tortuga verde, la tortuga prieta, la tortuga de carey, la cahuama, la tortuga golfina, la tortuga lora y la tortuga kikila. Las aletas de estas tortugas presentan aún uñas reminicentes de su pasado como patas caminadoras y sirven a los machos para aferrar a la hembra durante el apareamiento.
  • La única representante viva de la familia Dermochelidae es la tortuga laúd. Esta tortuga tiene adaptaciones mas visibles a la vida marina que el resto de las tortugas. No presenta escamas, y el caparazón es recorrido del frente hacia atrás por 5 crestas o ‘quillas’, además de carecer completamente de uñas en las aletas. Es la tortuga que mas facilmente se adapta a mar abierto y aguas frías. Es la más grande de todas, llegando a medir casi 2 metros de longitud.
  • De las 8 especies de tortugas, 7 anidan en costas mexicanas, con excepción de la tortuga kikila.
  • A diferencia de muchas tortugas terrestres, las tortugas marinas no pueden retraer su cabeza y extremidades dentro del caparazón, debido sus adaptaciones a la vida marina. Algunas de ellas tienen la cabeza reforzada con escamas gruesas, lo que les brinda cierta protección.
  • Las tortugas provienen de reptiles ancestrales conocidos como cotylosaurios. Presuntamente un grupo de estos reptiles primitivos comenzó a almacenar material oseo en la piel, lo que más tarde llevó a la fusión de costillas y vertebras y la formación de una cámara que encerraba y protegía las viseras. 
  • Las primeras tortugas aparecieron en el periodo triasico, hace casi 200 millones de años.
  • El apareamiento de las tortugas marinas puede durar desde 2 días hasta varias semanas.
  • Algunas hembras fecundadas llegan a hacer incursiones exploratorias para encontrar el mejor lugar para anidar antes de animarse a volver para poner sus huevos.
  • Las tortugas tienen depredadores toda su vida. Los huevos y los estadios juveniles en tierra suelen ser atacados por artrópodos (cangrejos y hormigas principalmente), aves y varios mamíferos como mapaches y perros. Una vez de regreso en el mar, son atacados por tiburones, peces en general, orcas, e incluso tigres y leopardos.
  • La comercialización de tortugas se incrementó considerablemente desde el final de la segunda guerra mundial. Se les caza principalmente por su piel, caparazones, el aceite de sus hígados. También suele traficarse con sus huevos.

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Astronomía en rayos gamma

Los rayos gamma son las ondas electromagnéticas más energéticas de todas. En el universo hay muchas fuentes de ellas, y muy divertidas fuentes. Como son muy energéticas, la astronomía en rayos gamma es un tanto diferente a la regular, hoy les platicaré de eso.

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Cannabis sativa

Una planta muy interesante

¡Hola de nuevo Imperio! Después de unas cortas, pero bien merecidas vacaciones, regreso con ustedes. Ahora les traigo un tema muy interesante y controversial. Todos conocemos la mariguana (Cannabis sativa) por sus peculiares efectos psicoactivos, esta planta también es usada para fines medicinales. Hasta ahí no suena raro, pero ¿Qué tal si pudiera tratar o incluso prevenir el cáncer? Aquí les hablo un poco de eso.

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Mis amigas las Amibas

A nuestro alrededor existen miles de millones de microorganismos que conviven con nosotros a cada momento de nuestra vida, unos son benéficos y otros no tanto. Estos pequeños pueden ser virus, bacterias, parásitos u hongos. Hoy les voy a hablar de unas un poco más traviesas, las Amibas de Vida Libre (AVL)

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