¿Qué podría limitar la variación de rasgos en los organismos vivos en la naturaleza?

Como cubrió el Dr. Selkov, las variaciones rápidamente se vuelven demasiado numerosas para cubrir, y las raíces de la variación son genéticas. Hay un anverso a esta pregunta:

¿Cuál es el genoma celular mínimo o absoluto más simple que puede considerarse un organismo vivo (célula que se replica de forma autónoma)? Comprender el ‘mínimo’ absoluto o genoma central, y cómo se desarrolla , y puede ser el ‘material’ quintisenctial en TODAS las células reproductoras, resulta de interés. (¡Y es una pregunta mucho más fácil!)

Incluso aquí , el “punto final” se convierte en un área gris. La eliminación de lo que “puede ser” no esencial se ha resuelto (Hutchison III, Chuang, Noskov, et. Al. [1]) en un organismo bacteriano similar a la levadura. Necesitaban hacer juicios sobre los “genes cuasi-esenciales”, que no son absolutamente esenciales para la viabilidad, pero son necesarios para un crecimiento robusto … así que incluso en este nivel de minimización del genoma, existe una compensación en la “vida” frente al crecimiento robusto . A menudo, más de un producto genético puede realizar una función esencial particular; por lo tanto, ninguno de los genes será esencial, y ninguno será necesariamente conservado. Redujeron su organismo de ‘trabajo en progreso’ a 1,078,809 pares de bases, en los cuales han identificado 149 genes con (aún) funciones biológicas desconocidas.

Diseño y síntesis de un genoma bacteriano mínimo.

Notas al pie

[1] Diseño y síntesis de un genoma bacteriano mínimo.

La selección natural afecta la variación en una población con tres patrones básicos.

La selección direccional elige individuos con una variante de cierta característica, de modo que la población cambie esa característica de una manera específica. Por ejemplo, los Hawks más rápidos atraparán a sus presas más fácilmente que los Hawks lentos, por lo que Hawks evoluciona para tener un vuelo más rápido.

La selección diversificada actúa dividiendo una población cuando los intermedios no son ventajosos. Por ejemplo, las colas cortas ayudan a las ardillas a evitar ser atrapadas, mientras que las colas largas ayudan a las ardillas a equilibrarse en los árboles. Tener una cola lo suficientemente larga como para atrapar pero no lo suficiente como para equilibrar es perjudicial, por lo que los rasgos se dividen en dos extremos.

La selección estabilizadora es cuando los intermedios son favorables. Esto selecciona contra las variantes extremas. Si tienes un organismo que quiere ser camuflado en un bosque verde, puedes imaginar cómo tener demasiado pigmento azul o demasiado amarillo es perjudicial, pero tener la cantidad adecuada para hacer verde es un rasgo intermedio favorable. Este es el tipo de selección en el que el entorno seleccionaría contra la variación.

Esta es una pregunta pendiente y las respuestas también son interesantes.

Comenzaría diciendo que la variedad de rasgos ESTÁ muy restringida, al menos en un entorno natural. Si los darwinianos estuvieran en lo correcto (no lo están, ni siquiera cerca), entonces las mutaciones serían causadas por “errores de copia aleatoria”, lo que significa que literalmente podría suceder cualquier cosa. Los hechos, que nunca parecieron seguir el camino de Darwin, muestran que solo se cambia un pequeño porcentaje y partes muy específicas del genoma.

Los humanos obtienen unas 60 mutaciones por nacimiento, por lo que de los 7 mil millones de humanos existentes, hemos experimentado 420 mil millones de mutaciones en un código de 3 mil millones de pares de bases. Los errores de copia aleatoria significarían que hemos cambiado literalmente todos los loci genéticos 140 veces más solo con humanos actualmente vivos. Sin embargo, todos los humanos están dentro del 99.9% de los genomas de cada uno.

Entonces, sí, las mutaciones están MUY fuertemente restringidas. Tenga en cuenta el hecho de que el 50% de nuestros genomas son largos segmentos repetidores de datos, permanecen como unidades completamente intactas a pesar de milenios con la mayoría de ellos ni siquiera expresados ​​y billones de mutaciones. También según ENCODE, se necesita del 10% (cierto) al 20% (probable) del genoma para las funciones reguladoras. Tampoco cambian nunca.

Los datos genéticos que sí cambian en un entorno natural son superiores al 99,99% en el pequeño porcentaje de posibles cambios genéticos que son funcionales, como los cambios estéticos, que cambian de un lado a otro dentro de un “rango genómico” como se le llama. Incluso cuando los errores suceden debido al daño mutagénico, se repara más del 99,99%. Contrariamente a la creencia popular, todas las especies permanecen dentro de un rango genómico estrecho, que es otra razón por la cual la selección no causa evolución y la evolución gradual no causa especiación.

Antes de pasar a POR QUÉ es esto, debo agregar que en un entorno NO natural, ambos podemos crear errores aleatorios a través de la radiación o productos químicos (o venenos como pesticidas y conservantes en nuestra dieta) y también podemos practicar modificaciones genéticas a través de ingeniería genética artificial . Craig Venter incluso ha reemplazado un genoma completo de una célula con un genoma completamente sintético y funcionó. Por lo tanto, es bastante POSIBLE tener una mutación de rango completo, pero no lo hacemos de forma pura.

Las razones de la estricta regulación del genoma nos llevan a la definición misma de qué es el genoma. Nuestros genomas son un mecanismo de almacenamiento de información de lectura y escritura utilizado, creado y editado por células que se han comunicado utilizando este lenguaje durante miles de millones de años. Las células se comunican fuertemente utilizando muchos medios, como péptidos, señalización eléctrica, lípidos, neurotransmisores, citocinas, detección de quórum, ácidos nucleicos y multitudes de endocrinas. Si es necesario, empaquetarán segmentos de información en uno de estos medios, incluidas secciones de datos genéticos que se sabe que son una unidad funcional, y lo enviarán en una vesícula a otra célula, que la importa, abre la vesícula y actúa sobre el mensaje, a veces incorporando los nuevos datos en su propio genoma. El empalme de ARN alternativo es un medio común para enviar información genética que no es una traducción directa del ADN. Las células saben exactamente lo que significa el código genético.

La inteligencia celular es el motor de todas nuestras funciones internas, incluidos todos los cambios genéticos, epigenéticos y extragenéticos. Entonces, la limitación raíz de la “variación” (odio ese término porque es engañoso como la mayoría de los términos darwinianos) es la realidad de que la inteligencia de los organismos es limitada. Las células repiten lo que saben hacer. Saben que tienen un pequeño margen de error, por lo que no varían mucho de lo conocido. En una situación donde hay un ambiente estresado, aumentarán la tasa de mutación, tomarán mayores riesgos e idearán respuestas genéticas.

Las células PUEDEN realizar cambios funcionales significativos, pero solo cuando sea necesario. Las bacterias expuestas a la radiación intensa generarán una capacidad genética para metabolizar la radiación. Pegue las bacterias en un recipiente de nylon y muérelas de hambre y utilizarán su genoplasticidad para desarrollar la capacidad genética de digerir incluso el nylon. Aún así, tienen límites en sus habilidades de ingeniería. No es como si pudieran brotar alas en tu espalda si estuvieras cayendo. Toman tiempo para resolver las cosas y tienen más problemas con grandes saltos genómicos, como la especiación.

Toda la vida es inteligente en todos los niveles. Sin embargo, esta inteligencia siempre es limitada.