Monografias | Herencia y Ambiente

Es innegable que un animal bien alimentado frente a otro de la misma especie desnutrido, tendrá una mayor talla corporal. También es verdad que durante el embarazo evitar el contagio con ciertas sustancias o agentes físicos (por ejemplo, el consumo de alcohol y la exposición a los rayos X) disminuye el riesgo de que ocurran alteraciones en el patrón de desarrollo del embrión. Estos ejemplos dejan de manifiesto el importante papel del ambiente en la expresión de las características hereditarias. Sin embargo, todas estas circunstancias se pueden manifestar sólo si existe un componente genético que lo determine.

En 1909, Wilhelm Johannsen utilizó semillas de caraotas en sus trabajos científicos. Las pesó y separó en dos grupos: las "livianas", cuyo peso individual estaba alrededor de los 0,15 gramos; y las "pesadas", cuyo peso era de 0,9 gramos, aproximadamente. Sembró semillas de cada grupo, y permitió que ocurriera la autopolinización en ellas, así aseguró que fueran líneas puras para cada rasgo. Luego las separó en dos grupos, y cultivó las plantas que producían semillas livianas, y las que producían semillas pesadas. En cada grupo, durante una serie de generaciones, permitió la autopolinización, y luego pesó las semillas obtenidas.
Los resultados que obtuvo revelaban que había pequeñas diferencias dentro de cada grupo (intragrupales), y grandes diferencias entre los dos grupos (intergrupales). Esto lo llevó a inferir que las diferencias intragrupales se debían al ambiente, ya que todos los individuos tenían la misma constitución genética. En tanto que las diferencias intergrupales se debían a las diferencias en la información genética.
A partir de esta información, Johannsen acuñó los términos genotipo y fenotipo. El genotipo es la constitución genética de un organismo, representada por todos los genes que posee como miembro de una especie. El fenotipo es una característica observable, identificable e individualizada del organismo, que expresa un genotipo específico en un ambiente determinado.

El fenotipo potencial y el fenotipo real
Ninguna forma de vida expresa más de lo que su constitución genética le permite. Conocer el genotipo de un individuo permite conocer su fenotipo potencial; sin embargo, ello no es suficiente para conocer su fenotipo real.

• El fenotipo potencial de un individuo es el que podría tener si todo su genotipo se expresara, lo cual sería posible sólo si el individuo se desarrollara bajo las condiciones ambientales para ello.
• El fenotipo real es el que expresa al individuo como producto de la interacción de su genotipo con el ambiente donde se ha desarrollado, lo cual se puede expresar mediante la siguiente ecuación:

Fenotipo real = genotipo + ambiente
La diferencia entre el fenotipo potencial y el fenotipo real está determinada fundamentalmente por la influencia del ambiente sobre el genotipo del individuo. Esta flexibilidad del fenotipo de las especies es importante para su adaptación al ambiente

Factores que afectan al fenotipo
Factores ambientales
Los genotipos de dos individuos de la misma especie nunca son exactamente iguales, con excepción de los mellizos monovitelinos que tienen genotipos idénticos. Las diferencias que se pueden presentar en el fenotipo de dos individuos que poseen genotipos semejantes se denominan variaciones ambientales. Cuando dos individuos con genotipos semejantes viven bajo condiciones ambientales diferentes, por ejemplo, alimentación, humedad, luz, temperatura, etc., manifiestan un fenotipo diferente. Veamos algunos ejemplos:

• Efectos de la temperatura: Los conejos del Himalaya son blancos, menos en la punta de sus extremidades, hocico, cola y orejas, que son de color negro. Este fenómeno se produce debido al efecto de la temperatura: los pelos de las extremidades u otras partes del cuerpo son negros a temperaturas por debajo de 35ºC; a temperaturas superiores a 35ºC el pelaje se vuelve blanco. Como normalmente estos conejos tienen las extremidades, hocico, cola y orejas por debajo de 35ºC, su pelaje es negro. Por otra parte, si a uno de estos animales se le corta el pelo blanco en una región del cuerpo y se le aplica frío de manera continua, el pelo de esa región crece de color negro.
• Efecto de la luz: Cuando dos plántulas de maíz de genotipo similar se desarrollan una en presencia de luz y otra en ausencia de luz, se observan cambios muy marcados: la planta que se desarrolla en la luz es normal, de color verde, erecta; mientras que la que se desarrolla en la oscuridad crece arrastrándose por el suelo, con un tallo muy alargado, y tiene un color amarillento por la falta de clorofila. Otro ejemplo del efecto de la luz sobre el fenotipo es el raquitismo en humanos. En la piel existen provitaminas D, que por la acción de la luz solar se transforman en vitamina D. Esta vitamina favorece la absorción de calcio y de fósforo en nuestro organismo, y así contribuye a la formación de huesos y dientes. Un niño que no consume ninguna fuente de vitamina D o que no se expone a los rayos solares tiene un alto riesgo de sufrir de raquitismo, por lo que sus huesos serán muy débiles, y su tamaño mucho menor que lo normal.
• Efecto de los nutrientes: Si una planta, vive en un suelo rico en nutrientes, su desarrollo será normal y su fruto será abundante. En cambio, si una planta de genotipo similar vive en un suelo pobre en nutrientes, su desarrollo será atrofiado, crecerá débil y será poco fructífera. También puede variar en otras características, como color de las flores y las hojas, la altura, etc.

Factores endocrinos
La expresión de algunos genes depende de ciertos factores ambientales internos del individuo. Por ejemplo, las glándulas endocrinas secretan hormonas en el torrente sanguíneo; estas sustancias actúan como los componentes del ambiente interno, necesarios para que se expresen características fenotípicas como el crecimiento, la aparición de caracteres sexuales, la reproducción y el equilibrio con el ambiente.
Algunos ejemplos del efecto hormonal sobre el fenotipo de un individuo son los siguientes:

• Síndrome de Cushing: Se produce como consecuencia de una hipersecreción de glucocorticoides. Los efectos de este síndrome sobre el fenotipo de los individuos son: escaso desarrollo muscular, acumulación de grasa en el abdomen, cara y espalda; hipertensión y osteoporosis (desmineralización y ablandamiento de los huesos).
• El enanismo y gigantismo hipofisiarios: Son causados, respectivamente, por la hipo e hipersecreción de la hormona del crecimiento, por parte de la glándula hipófisis, en el período de desarrollo de la persona. En el caso del gigantismo, cuando la fase de crecimiento termina, la excesiva producción de hormona del crecimiento origina la acromegalia: crecimiento desigual de partes del cuerpo como pies, manos y mandíbula.

Otros ejemplos del efecto hormonal sobre el fenotipo son la enfermedad de Adisson, el mixederma y el bocio exoftálmico.
Es importante considerar al individuo como el producto de la interacción del genotipo con el ambiente y la condición hormonal.
El conocimiento de la influencia del medio externo e interno sobre la expresión del genotipo es de suma importancia en la agricultura y cría de animales, ya que permite mejorar y en algunos casos controlar las condiciones ambientales para lograr un mejor rendimiento comercial.

El genotipo determina el fenotipo potencial de un individuo. La herencia del genotipo puede ser poligenética o monogenética; no obstante, las características fenotípicas reales de un organismo no están determinadas sólo por su genotipo, sino también por el ambiente, especialmente en el caso de la herencia poligenética.

• La herencia poligenética: Existen muchas características que están controladas por más de un gen, es decir, su fenotipo se debe a un efecto aditivo de los genes que determinan la característica. Cuantos más genes estén involucrados en una característica, con mayor claridad se expresará el rasgo en cuestión. En este tipo de herencia, muy pocos individuos presentan alguna de las dos características paternas y una gran cantidad de individuos poseen características intermedias, las que pueden mostrar toda una amplia gama de posibilidades fenotípicas. En otras palabras, las características en este tipo de herencia presentan una variación con-tinua. El ambiente juega un papel importante en la herencia poligenética. Por ejemplo, un individuo bien nutrido tendrá una mayor talla corporal comparado con otro que esté desnutrido.
• La herencia monogenética: Al contrario de la herencia poligenética, hay características fenotípicas controladas por un par de genes, como los caracteres estudiados por Mendel (posición de la flor, textura de la semilla, etc.), y los grupos sanguíneos. A este tipo de herencia también se le llama herencia mendeliana: en ella se expresan sólo dos o pocas alternativas del carácter sin valores intermedios, lo que se conoce como variación discontinua o discreta dentro de la población. No depende del ambiente porque básicamente es genética. Un ejemplo muy conocido de la herencia monogenética en humanos es la hemofilia, la cual es producida por un par de genes recesivos pertencientes al cromosoma sexual X.

Comparación entre herencia poligenética y monogenética
Se pueden establecer varias diferencias entre estos dos tipos de herencia:

• En la herencia poligenética los rasgos son de variación continua, en cambio, en la herencia monogenética o mendeliana, los rasgos son de variación discontinua.
• En la herencia poligenética intervienen varios genes (poligenes), en cambio en la herencia monogenética intervienen dos genes (alelos).
• Los estudios realizados al respecto demuestran que en la herencia poligenética el ambiente juega un papel importante; en la herencia monogenética, en cambio, no es importante.
• El estudio de los rasgos controlados por poligenes necesita un análisis estadístico, en tanto que los rasgos de variación discontinua se interpretan usando solamente proporciones.

La selección natural actúa sobre los genes y las propiedades a las que dan lugar. Los genes están indefensos frente a la selección natural. Representan colas, pieles, músculos, conchas; la capacidad de correr con rapidez, de camuflarse, de atraer a la hembra, de construir un buen nido. Estas propiedades se denominan fenotipos o el efecto fenotípico de los genes. Las diferencias respecto a los genes dan lugar a diferencias en los efectos fenotípicos. La selección natural actúa sobre los genes a través de los fenotipos. Estos genes se mantendrán en las generaciones sucesivas en proporción al valor selectivo de sus efectos fenotípicos, es decir, según la virtud de las características (o adaptaciones) que proporcionan. De modo que se pueden considerar las adaptaciones como fenotipos que favorecen la replicación de los genes que dan lugar a éstas, es decir, como mecanismos que resuelven problemas específicos, razón por la que aumenta la replicación de los genes responsables de esos mecanismos.
La Herencia, es el estudio de todas aquellas características de un organismo que están determinadas por ciertos elementos biológicamente activos que proceden de sus progenitores. Aunque el estudio científico y experimental de la herencia, la genética, se desarrolló a principios del siglo XX, las teorías sobre ella datan de la antigua Grecia. Incluso en épocas previas al fundador de la genética moderna, el monje austriaco del siglo XIX Gregor Mendel, que llevó a cabo su importante trabajo sobre la herencia en las plantas del guisante, también en el siglo XVIII, en animales. Estas teorías ayudaron a establecer las bases para el desarrollo de la teoría genética moderna.