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Selección natural y adaptación

Plasticidad fenotípica

En algunas circunstancias se pueden dar cambios fenotípicos en los organismos con resultados parecidos al de la adaptación, pero sin que medie el mecanismo de selección natural. Esta “falsa” adaptación se denomina plasticidad fenotípica, y se produce por la adecuación de un carácter a un determinado ambiente gracias a la capacidad plástica de dicho carácter. La plasticidad fenotípica tiene una relación compleja con la adaptación que vamos a tratar de aclarar en este apartado. Sin embargo, antes de continuar con la relación entre la plasticidad fenotípica y la adaptación es necesario recordar algunos conceptos básicos de genética.

Los caracteres observados en los organismos, sean estos morfológicos, anatómicos, bioquímicos, fisiológicos o de comportamiento, se denominan caracteres fenotípicos y el conjunto de dichos caracteres conforman lo que se denomina fenotipo. El fenotipo que observamos en un organismo es el resultado de la expresión conjunta de todos sus genes, tanto durante el proceso de desarrollo como cuando interaccionan con un ambiente determinado. Algunos genes son más importantes que otros en la determinación de un carácter concreto, pero el resultado de dicho carácter depende tanto de genes implicados en su formación como del medio ambiente en el que se desarrolle el organismo. Es decir, los caracteres se generan mediante la interacción entre los genes y el ambiente en el que estos se expresan.

En la mayoría de los caracteres que se han estudiado un cambio del ambiente suele producir un cambio (menor o mayor según el caso) del fenotipo, aunque no se produzca cambio en su genotipo, es decir, cambios en la secuencia de bases o cualquier otra mutación. Veamos tres ejemplos:

1. Un ejemplo fácil de entender se da en el color de nuestra piel, sobre todo en personas de piel blanca, pues según las horas de exposición al Sol, ésta puede acabar poseyendo diferentes tonalidades de moreno.

2. Un caso bastante intuitivo de plasticidad fenotípica se da en todas las plantas leñosas, pues sabemos que los árboles durante el crecimiento pueden sortear o eludir obstáculos, o ver influida su forma, así un árbol que crece en un ambiente ventoso, crecerá inclinado en la dirección del viento (lo que minimiza el impacto de este sobre el árbol y reduce la probabilidad de desenraizamiento).

3. Otro ejemplo de plasticidad es el que se observa en corales de la especie Porites lobata que presenta formas morfológicas muy diferentes según que la colonia haya crecido en ambientes marinos con o sin fuertes corrientes oceánicas (Figura 1).

Figura 1. Colonias de Porites lobata una especie colonial de coral marino, A) variedad de coral creciendo en un ambiente sin fuertes corrientes marinas B) variedad de la misma especie creciendo en un ambiente con fuertes corrientes marinas. Imágenes obtenidas de Wikipedia. (imágenes A y B tomadas de Wikimedia).

Estos ejemplos podrían considerarse como posibles ejemplos de plasticidad (falsamente) adaptativa, porque parece razonable pensar que los cambios que se producen en cada ambiente favorecen la supervivencia de los ejemplares (o las colonias). No obstante la plasticidad fenotípica no siempre tiene que ser adaptativa, y así cualquier carácter que cambie por influencia del ambiente pero que dicho cambio no contribuya a la supervivencia sería de tipo no adaptativo. Por ejemplo, gatos y conejos poseen una variante de color de pelo que puede inactivarse a altas temperaturas durante el desarrollo, lo que hace que cambie de color en las zonas cercanas a las extremidades.

Lo más interesante desde una perspectiva evolutiva, y lo más complejo, es que la capacidad plástica de un carácter está en sí misma sujeta a control y modificación genética, presuntamente causada por selección natural (Futuyma 2009). Es decir, los límites del rango entre los que un carácter se puede modificar sin que haya cambios genómicos están determinados por el propio genoma. Por ejemplo, en nuestra propia especie está claro que hay caracteres con distinto grado de plasticidad. Así nuestros músculos, que no nuestros huesos, pueden cambiar de una semana a otra en función del deporte que hagamos. Es razonable pensar que la gran capacidad plástica de los músculos de todas las especies ha evolucionado por selección natural, porque ello le confiere una ventaja al ejemplar que lo porta permitiéndole desarrollarse más o menos en función del uso que haga de él. Por otra parte, en los organismos homeotermos, la temperatura, e indirectamente su nivel metabólico, tiende a mantenerse estable independientemente de la temperatura que exista en el exterior del organismo (por lo menos dentro de ciertos límites de habitabilidad). Es razonable pensar que el carácter masa muscular y el carácter temperatura corporal difieren en su grado de plasticidad porque existen genes que determinan en cada caso su grado de respuesta al cambio de variables ambientales. Cuando un carácter es muy insensible al cambio ambiental y prácticamente no presenta plasticidad fenotípica se dice que está muy canalizado. Plasticidad fenotípica y canalización serían los extremos de un mismo fenómeno, la sensibilidad del carácter a los cambios ambientales.

En resumen, cuando un carácter es plástico el cambio observado NO es producido por selección natural. Así, las variantes de coral de la figura 1 no se pueden atribuir a variación genética mantenida por selección natural. Sin embargo, la capacidad de mayor o menor capacidad plástica (en este caso la posibilidad de que el crecimiento de la colonia pueda variar si hay una corriente presente) sí que ha podido evolucionar por selección natural. En este tipo de caracteres lo que evoluciona es la capacidad plástica y no los valores concretos observados para el carácter que dependen del ambiente.

Para saber más:

Futuyma, D.J. 2009. Evolution. Second Edition.Sinauer associates, Inc. Massachusetts.

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