Los seres que heredarán la tierra (III). La transferencia horizontal de genes

Publicado: 15 mayo 2009 en Evolución
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Una de las ideas que uno conserva como un dogma desde el instituto es que los genes sólo se transmiten de generación en generación. Mi madre me los transmite a mí y yo a mis hijos (esto se llama transferencia vertical). Sería absurdo pensar que yo puedo pasar mis genes a alguien que no sean mis hijos. Bien, pues esto parece que es así en el mundo de los “animales grandes”, pero, como todo tiene excepciones, no es así del todo en el mundo de los “animales pequeñitos”.

Hace mucho tiempo que ya conocíamos al molesto bacteriófago (de hecho, experimentos con él por parte de los bioquímicos Alfred D. Hershey y Marta Chase sirvieron para demostrar que el código genético estaba en el ADN). Este virus marinero de apariencia simple, ataca bacterias de un modo muy peculiar: se acopla a la membrana celular de la bacteria (según diversos indicadores como ácidos teicoicos, proteínas, flagelos… Cada bacteriófago está especializado en un tipo de señal, por lo que atacará a un tipo concreto de bacteria) y mediante unas especie de jeringa le introduce su código genético (ADN o ARN según el tipo de bacteriófago). El ADN vírico se indexa en las cadenas del ADN de las bacterias (eso les pasa por ser procariotas y no tener el ADN dentro del núcleo como Dios manda) y, al cabo de unos minutos, la pobre bacteria está ya generando nuevos bacteriófagos dentro de ella. En unos veinticinco minutos, nuestra bacteria explota dando lugar a cientos de nuevos bacteriófagos en búsqueda de nuevas víctimas.

bacteriófagos introduciendo su ADN en una bacteria

Sin embargo, en ocasiones, a este malvado huésped no le interesa multiplicarse tan deprisa y se queda en estado latente dentro de la bacteria hasta que las cosas se pongan feas (por ejemplo, la presencia de más agentes mutágenos de la cuenta que puedan fracturar las cadenas de ADN vírico) y volvemos a la explosión de la bacteria. No obstante, hay casos en los que la fusión del código genético del virus con la del hospedador no es fatal para este último, por lo menos durante un tiempo. Es el caso de la enfermedad del cólera causada por una bacteria llamada Vibrio Cholerae. Se ha comprobado que ciertas cepas inofensivas de esta bacteria se vuelven terriblemente virulentas por la acción de un determinado bacteriófago.

Pero esto no es nada. El caso más espectacular de transferencia horizontal de genes es el de la Wolbachia. Es una bacteria parásita terriblemente feminista (ahora veremos por qué) que infecta a entre un 20 y un 70% de los invertebrados  terrestres (hay estimaciones que dicen que ha infectado a unas 20 millones de especies… ¡Es el parásito por excelencia!). ¿y qué hace este microbichito? Para empezar tiene un defecto: sólo se transmite de huésped en huésped a través de los huevos (no es como los piojos que saltan), por lo que sólo se encuentra feliz en individuos hembra. ¿Cómo solucionar este problema?

1. Convirtiendo a su hospedador en una hembra (Es lo que hace con las cochinillas de tierra o Armadillidium). Así, pone huevos y la Wolbachia sobrevive a otra generación.

2. Matando a los machos. La Wolbachia parásita se sacrifica matando a su hospedador, el cual es devorado por sus hermanas dándoles más posibilidades de sobrevivir y, por lo tanto, a las Wolbachias que las infectan.  Es un ejemplo de altruismo genético.

3. Obstruyendo los apareamientos que no interesan (los que se producen entre un macho infectado y una hembra no infectada). La Wolbachia suelta una toxina en el protoplasma del espermatozoide para matarlo, dejando al macho estéril. Esto puede tener una importancia crucial para explicar la enorme diversidad de invertebrados, ya que favorece el aislamiento reproductivo. Hacer que individuos no puedan aparearse entre sí produce, a la larga, que esos individuos formen especies diferentes. ¡La que ha montado esta bacteria!

4. Provocando la reproducción por partenogénesis de las hembras: ponen huevos sin necesidad de ser fecundadas por el macho. Por supuesto, todas las crías que de allí nacen son hembras.

¿Con esto que consigue? Al cabo de unas generaciones tenemos una ingente cantidad de hembras infectadas y muy poquitos machos. Es lo que pasó con un tipo de mariposa que estuvo a punto de extinguirse al ser la proporción de hembras de 99 a 1 con respecto a los machos.  No obstante, la mariposa mutó para hacerse resistente a la Wolbachia y hoy en día la proporción a subido de 1 macho a 40 (un apunte: esto es evolución, queridos creacionistas ¿Necesitan más pruebas?). Vale, espectacular el bichito, pero, ¿qué tiene que ver esto con la transferencia horizontal de genes?

La bella mariposa Blue Moon no se extinguió porque evolucionó haciéndose resistente a la Wolbachia

La Wolbachia puede integrar la totalidad o parte de su genoma en el de sus hospedadores. Es uno de los pocos casos que se conoce de transferencia horizontal entre bacterias y organismos superiores. Es un organismo capaz de hacer metaevolución, es decir, de saltarse las reglas de la misma evolución utilizándolas a su manera.  Si practicas ingeniería genética, no hace falta esperar a que los genes muten fortuitamente para darte ventajas. Resulta paradójico que la mejor estrategia evolutiva posible sea precisamente hacer trampas con la misma evolución.

Este tipo de cosas son las que dan razones a Lynn Margulis para hablar de que la simbiogénesis es un mecanismo evolutivo alternativo a los cambios graduales y mutaciones del neodarwinismo. Es posible que la Wolbachia acabe por ser un simbionte intracelular como ocurrió con las cianobacterias (actuales cloroplastos de las células vegetales) o con las mitocondrias (parientes, por cierto, de la Wolbachia).

La Wolbachia es quizá la responsable de la gran biodiversidad de insectos

Esta entrada continua a Los seres que heredarán la tierra y Los seres que heredarán la Tierra (II)

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comentarios
  1. Carlos S dice:

    Realmente interesante, gracias por la información.
    Un saludo.

  2. Hola Carlos.

    De nada y gracias a ti.

    Un cordial saludo.

  3. […] Los seres que heredarán la Tierra (III). La transferencia horizontal de genes […]

  4. Mikery dice:

    Saludos.

    buena informacion, actualmente me encuentro estudiando la presencia de wolbachia en un insecto vector en el estado de Chiapas, gracias por la ayuda.

  5. Hola Mikery. De nada. Un saludo.

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