En el interior de todos los seres vivos del planeta residen unos "entes" microscópicos muy especiales que llamamos genes. Los genes están compuestos por largas cadenas de moléculas llamadas nucleótidos que forman una larguísima cadena llamada ácido desoxirribonucleico. Estas moléculas no serían diferentes de otras similares si no fuese por un hecho extraordinario: en su interior contienen información. Al igual que un programa informático es capaz de almacenar billones de instrucciones a partir de una secuencia de ceros y unos el ADN contiene enormes secuencias de "palabras" denominadas A,C,G,T y al igual que un programa de ordenador que es ejecutado dentro de un PC puede realizar cosas asombrosas, el programa contenido en el ADN, cuando es ejecutado dentro de la maquinaria celular, es capaz de realizar cosas mucho más increíbles todavía. En este artículo analizaremos cuatro de las cosas más asombrosas que son capaces de realizar los genes.
1º) Los genes con capaces de fabricar objetos y tejidos vivos
Un gen se puede definir como una cadena de ADN que contiene la información necesaria para fabricar una proteína. Una proteína esta compuesta a su vez por una larga cadena en la que se enlazan 22 posibles aminoácidos diferentes. El gen
define el orden en que se encadenan estos aminoácidos. Este orden es de vital importancia ya que determina la composición química de la proteína y por tanto su forma y su función. De forma similar a como un ordenador combina miles de puertas
lógicas para conseguir realizar una operación concreta, la combinación de miles de proteínas construidas con la información genética permite fabricar membranas, músculos, nervios o enzimas que aceleren ciertas reacciones químicas. De esta
forma los genes controlan la forma y función de las células y la química de la vida.
Un ejemplo sencillo lo compone por ejemplo la cápside con forma de icosaedro de ciertos tipos de virus. Un virus no es más que un trozo de ADN con una membrana (la cápside en este caso) de proteínas que lo protege. El icosaedro se compone de 20 triángulos equiláteros unidos por los lados. El virus posee la secuencia necesaria para fabricar varios tipos de proteínas diferentes que se unen, por afinidad química, para formar cada triángulo equilátero que formará el icosaedro.
De maneras similares pero mucho más complejas los genes logran fabricar los tejidos orgánicos que componen todos los seres vivos del planeta: virus, bacterias, troncos de árboles, frutas, helechos, insectos, pájaros, ardillas o seres humanos.
2º) Los genes con capaces de construir grandes estructuras a través de los cuerpos orgánicos que fabrican
Fíjense atentamente en estas imágenes:
Un hormiguero de termitas puede llegar a medir 7 metros de altura y 3 metros de profundidad. Además posee una compleja red de galerías y conductos de ventilación. ¿Como es posible que un organismo tan diminuto pueda llegar a construir una
estructura tan enorme y compleja? La respuesta es que los verdaderos responsables de su construcción son: los genes.
Si consideramos la vida típica de una colonia en un termitero que puede tener un millón o más de termitas podemos considerar a todas las termitas como hermanas. Esto significa que los genes originales de la hormiga reina y de su pareja macho original se han mezclado y "compactado" un millón de veces dentro de un envoltorio orgánico capaz de protegerlos hasta que estén preparados para pasar a un nuevo "envoltorio". Este envoltorio es lo que llamamos termita y es capaz de interactuar con su entorno y obtener alimento para mantener el cuerpo durante cierto tiempo. Sin embargo, para aumentar sus opciones de supervivencia y reproducción, los genes son capaces de fabricar grandes estructuras de protección contra las inclemencias climatológicas y contra depredadores: los termiteros. Para lograr algo así, los genes han de fabricar un millón de pequeñas "máquinas" que ejecuten un conjunto de instrucciones locales. Esto quiere decir que cada "máquina" efectúa un conjunto secuencial de instrucciones condicionales sin saber que están haciendo el resto de sus compañeras y sin tener una imagen o "plano" de la estructura completa. Se sabe que las termitas utilizan feromonas y señales olorosas como "marcas" indicadoras de lo que deben realizar en cada fase. No se conocen los detalles de estas instrucciones pero probablemente serán del tipo: "si hay una piedra ya colocada colócala al lado sino colócala encima" o "si hay una señal
de feromonas coloca ahí la piedra sino coloca la piedra en el montón de al lado".
Es muy interesante recalcar la similitud entre esta forma de fabricar estructuras y el desarrollo embriológico de un animal o un ser humano: la célula inicial fecundada se duplica millones de veces y luego inicia la "construcción" del cuerpo atendiendo a
instrucciones locales, cada célula sabe en que parte del cuerpo está y que tipo de tejido debe construir.
El uso de reglas locales también es similar al que posee una bandada de estorninos: cada estornino se guía por un programa del tipo: "mantén la distancia de 3 cuerpos respecto al de al lado" o "gira x grados cuando tu compañero lo haga" Estas sencillas instrucciones, al ser ejecutadas por cientos o miles de individuos producen las sincronizadas y bellas coreografías que podemos apreciar en sus vuelos.
Otras estructuras como las telas de araña, los nidos o incluso las presas de los castores pueden considerarse también como obras fabricadas por los genes ya que han surgido como producto de la selección natural actuando sobre los genes de las especies no sobre los individuos.
3º) Los genes son capaces de reconocer copias de sí mismos en otros cuerpos orgánicos
Existen numerosos experimentos que demuestran que muchos animales con comportamiento social son capaces de reconocer a sus familiares aún en el caso de que no hayan coincidido previamente. Las abejas "guardianes" que vigilan el acceso a las
colmenas solo dejan pasar a las abejas que son parientes directos de la colonia, es decir, que comparten los genes de los fundadores. Este reconocimiento probablemente se realiza a través de "señales externas" como el movimiento o zumbido o señales olfativas como las feromonas. Otros experimentos con monos demuestran que estos tienen preferencia a sentarse junto a sus parientes incluso cuando nunca los han visto antes. Los perros policía son capaces de diferenciar, a través del olor, prendas de personas diferentes lo que es utilizado con frecuencia en investigaciones policiales. Esto es debido a que el sudor posee sustancias olorosas producidas por ciertas bacterias que existen en la piel y éstas están bajo control genético, es decir, sus características, están determinadas genéticamente y por tanto susceptibles de evolucionar bajo selección natural.
Desde el punto de vista de un gen determinado que se encuentra dentro de un cuerpo complejo, es muy importante dejar una "huella" visible exteriormente (un fenotipo) que "avise" de su existencia. Esto les permitiría reconocer copias de si mismos en otros cuerpos e intentar ayudar o favorecer a esos individuos que los poseen de forma que aumente la dispersión del gen en la población. Características como los ojos azules, rasgos faciales o ciertos comportamientos podrían servir como "señales identificativas". De hecho, es posible que comportamientos como el altruismo sean posibles gracias a estas señales exteriores. En los humanos esta increíble característica de los genes abre todo un abanico de fascinantes posibilidades: ¿Determinan estas señales el grado de "compatibilidad genética" entre dos personas y por tanto su grado de afinidad? ¿Dos personas se llevan bien porque tienen más genes en común? ¿Se podrían llegar a manipular estas señales? ¿Se elige la pareja sexual en función del grado de "compatibilidad genética"? Existen experimentos que apuntan hacia esta última posibilidad, varias pruebas con camisetas que han sido llevadas por hombres diferentes durante 2 o 3 días parecen indicar que las mujeres, tienen tendencia a seleccionar ciertos olores, es decir, ciertas configuraciones genéticas de los hombres que las llevaron.
4º) Los genes son capaces de manipular otros cuerpos orgánicos
Existen gran variedad de ejemplos de manipulación de unos individuos a otros en la naturaleza. Esto es debido simplemente a que los individuos cuyos genes lograron tal habilidad fueron favorecidos por la selección natural.
Ciertas variedades de insectos machos generan feromonas y afrodisiacos para manipular el comportamiento de las hembras e inducirlas a aparearse con ellos. Ellas contraatacan fabricando sustancias que intentan reducir el efecto de estos afrodisiacos
o engañando al macho fabricando receptáculos sin óvulos donde guardan el esperma mientras "deciden" si el pretendiente es digno de fecundar su óvulo o no. Se sabe que las hormigas reina segregan feromonas que manipulan a las obreras, algunas especies, segregan una sustancia que induce a las obreras de otra colonia a ¡matar a su propia reina y unirse a la reina manipuladora! Los huevos del cuco imitan la forma y dibujo de la especie a la que parasitan para engañar a sus padres y hacer que cuiden a los recién nacidos como si fueran sus hijos, los cuales, una vez nacidos, manipulan a sus huéspedas con sonoros y llamativos sonidos de forma que estos siguen alimentando a la cría del cuco a pesar de ser, a menudo, ¡mucho más grande que los "padres"!
El parásito "dicrocoelium dentriticum" tiene un ciclo de parasitismo consistente en pasar parte de su vida en el cuerpo de una hormiga y el resto en el hígado de una oveja. Para conseguir completar su ciclo de vida, los genes del parásito hacen algo increíble: fabrican una sustancia que manipula el comportamiento de la hormiga adulta. Esta sale por la tarde del hormiguero, trepa hasta lo alto de una hoja de hierba y permanece inmóvil esperando que una oveja se la coma. ¡ Asi los genes del parásito consiguen pasar del cuerpo de la hormiga al de la oveja !
Fuentes: The Extended Phenotype, Richard Dawknis