Epigenética: el apuro del padre es ganancia del hijo
La epigenética refiere, literalmente, a lo que está superpuesto a la genética. Los procesos de la epigenética explican cómo la continua exposición a factores ambientales moldea respuestas de adaptación rápida.
Estos procesos de adaptación resultan claves para la supervivencia de todas las especies, sobre todo en un ambiente que cambia cada vez más rápido. Si quieres conocer las particularidades de esta rama científica, sigue leyendo.
No toda la herencia genética se obtiene por los genes
Desde la escuela, aprendemos que rasgos como el color de los ojos y la textura del pelo obedecen a los genes, las partes del ADN que codifican proteínas y que se heredan, pero esto es solamente parte del proceso. Lo cierto es que los genes, codificados por las bases nitrogenadas, conforman tan solo un 1,5 % del total de ADN.
¿Qué sucede con ese enorme 98,5 % restante? Pues no se conoce por completo. Estas porciones no codificantes se podrían considerar semejantes a la Deep web. Haciendo una analogía, información contenida allí no se puede acceder usando un navegador tradicional.
El epigenoma también se hereda
Hasta ahora, se conocen secuencias que no codifican proteínas, sino que son blanco de procesos de regulación génica. Así, se ha descrito que esas secuencias no codificantes pueden ser «marcadas» y que estas marcas constituyen un sistema que gobierna la expresión de los genes. Esto es lo que se ha llamado epigenoma.
La epigenética funciona a través de etiquetas químicas o marcas que, agregadas a los cromosomas o a las histonas, activan o desactivan los genes.
El nuevo fenotipo resultante se transmite de una célula a sus células hijas en la división celular, pero también se hereda de un ser vivo a su descendencia. Estos rasgos pueden mantenerse por varias generaciones. A continuación, veremos algunos ejemplos de cambios epigenéticos en el reino animal.
La coraza defensiva de la pulga de agua
Las pulgas de agua dulce pertenecen a un género de crustáceos planctónicos llamado Daphnia. Estas pequeñas pueden detectar químicos producidos por sus depredadores cuando están cerca.
Así, al percibir esta amenaza, les crece una especie de muralla defensiva. Específicamente, el animal sufre cambios en la arquitectura del caparazón, que aumenta el espesor y rigidez de la procutícula.
Adicionalmente, estos invertebrados también muestran cambios más sofisticados que se adaptan a la estrategia de caza de cada depredador. Por ejemplo, D. pulex desarrolla unos «colmillos» que contrarrestan el agarre de las larvas del enano fantasma Chaoborus (Diptera).
Por el contrario, en presencia del depredador Notonecta glauca, la especie Dapnia longicephala desarrolla crestas que entorpecen la penetración de la trompa del depredador. Estas transformaciones de la pulga de agua se deben a la epigenética.
Por impresionante que sea, lo que es más llamativo es que su descendencia también nacerá con esos cascos y, a menudo, este fenómeno incluso continúa en sus nietos. Así pues, la defensa se hereda entre generaciones.
La epigenética y la adaptación al cambio climático
En 2016, científicos canadienses demostraron que una población de peces patines (Leucoraja ocellata), que habitan el sur del Golfo de San Lorenzo, se han hecho más pequeños como respuesta a la mayor calidez de las aguas. Ellos han reducido el tamaño de su cuerpo en un 45 % en comparación con otras poblaciones.
Los científicos reportaron que estos patines se habían adaptado a temperaturas cálidas del agua, que presenta unos 10 °C más que otros sitios del golfo. Esta es una adaptación importante, pues cuando el océano se calienta el contenido de oxígeno disminuye, por lo cual es difícil para los peces más grandes oxigenarse adecuadamente.
El estudio detectó 3653 cambios en la expresión de sus genes que reflejaban, además del cambio en el tamaño corporal, otros asociados a procesos fisiológicos. Salvo las variaciones epigenéticas detectadas, la secuencia de sus genes era idéntica a la de otra población de patines del Atlántico.
El estudio de los cambios epigenéticos que producen los insecticidas
La exposición a los insecticidas ejerce una fuerte presión sobre las especies de insectos, pues sin ningún medio de mecanismos de resistencia no sobrevivirán. El uso de insecticidas en programas de control de vectores y plagas es inevitable por razones de salud pública y en agricultura industrial.
La evidencia sugiere que, además de los mecanismos de resistencia conocidos, los procesos epigenéticos pueden jugar un papel importante. Los cambios epigenéticos en el ADN en respuesta a la exposición a insecticidas podrían crear un modo de acción sensible para mejorar la adaptación temprana. Por esta razón, es un campo de intensa investigación científica.
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- Lighten, J., Incarnato, D., Ward, B. J., van Oosterhout, C., Bradbury, I., Hanson, M., & Bentzen, P. (2016). Adaptive phenotypic response to climate enabled by epigenetics in a K-strategy species, the fish Leucoraja ocellata (Rajidae). Royal Society open science, 3(10), 160299.
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