La palabra mutación puede evocar muchas ideas: error, desarrollo, cambio, enfermedad, entre otras. Sin embargo, por sobre todos los conceptos relacionados a este fenómeno de la genética, el más importante siempre va a ser evolución.
Las mutaciones muchas veces afectan solo a un gen, a veces a una porción de un cromosoma, y en casos muy particulares, al genoma: el conjunto de todo el material genético de un ser vivo. Los seres vivos complejos normalmente son diploides, es decir que tienen 2 copias de todos sus cromosomas.
¿Qué es la poliploidía?
La poliploidía es una mutación que le da a un organismo copias adicionales de cromosomas en todas sus células. En función de la cantidad de copias que tenga, se le da un nombre acorde: con 3 copias el ser es triploide, con 4 tetraploide, con 8 octaploide, etc.
Tener material genético de más afecta ciertas etapas clave de la reproducción celular, debido a esto es muy poco común ver animales poliploides. Por otro lado, se cree que el 70% de las plantas con flores son poliploides o han tenido antepasados evolutivos con la condición. Ahora, es normal preguntarse, al ser tan comunes, ¿He visto alguna en mi vida? ¡Probablemente! Entre las plantas populares poliploides se incluyen alfalfa, papa, trigo, algodón, colza, avena y café.
¿Por qué se cultivan plantas poliploides?
Si bien el código genético es algo que sigue conteniendo muchos misterios, cuando una planta tiene el doble de genes, estos funcionan más veces. Esto no significa que tendremos una planta el doble de grande, o que producirá el doble de frutas, sino que por ejemplo más genes de defensa contra parásitos resulta en una mayor resistencia a estos, lo que resulta de gran interés en la industria agrícola.
Estas plantas también son más resistentes a mutaciones peligrosas que borren genes claves para la vida. En estos eventos, se pueden utilizar los genes de los cromosomas en exceso para ignorar la mutación.
Esto también se puede aprovechar como una ventaja evolutiva, ya que genes que antes no debían ser alterados ante ninguna situación (porque podrían resultar en la muerte) ahora pueden sufrir mutaciones favorables que le otorgan capacidades nuevas a la planta.
En términos de producción, las poliploidias aumentan el tamaño de los órganos. Si bien no siempre la planta en sí resulta más grande, es normal encontrar poliploides con más frutas más grandes.
Si es TAN ventajoso, ¿Por qué no son TODAS las plantas poliploides?
La poliploidía produce plantas menos fértiles ya que la cantidad aumentada de material genético trae problemas para la replicación de este durante la reproducción celular. Sumado a esto, las plantas poliploides son más proclives a producir frutos sin semillas.
Es importante aquí repasar con detalle algo mencionado previamente, que es que la mayoría de las plantas con flores “son poliploides o han tenido antepasados evolutivos con la condición”. Lo más normal es que las plantas poliploides produzcan descendencia diploide (osea, regular) ya que como mencionamos no es fácil para la célula replicar la poliploidía. Sumado a esto, varias plantas poliploides como el trigo (comúnmente octaploide) tienen mecanismos para garantizar una descendencia diploide.
Origen de la poliploidia
Normalmente cuando una célula se reproduce divide su material genético. Esto es particularmente importante en células sexuales ya que atraviesan un proceso distinto al resto de las células (meiosis) en el cual terminan con solo una copia del material genético (haploidía) para después poder combinarlo con la otra copia de la otra célula sexual. Es por este motivo que los seres vivos de reproducción sexual tenemos la mitad de los genes de nuestra madre y la otra mitad de nuestro padre.
La poliploidía se produce gracias a inhibidores mitóticos, agentes que evitan la división del material genético en una o ambas células sexuales, logrando así la poliploidía. Estos pueden ser químicos agregados con la intención de lograr la condición (siendo el más famoso la colchicina) o, históricamente lo más común, choques térmicos.
Los choques térmicos son golpes de temperatura que se cree que afectaron a los antecesores de las plantas poliploides durante eventos de fuertes cambios climáticos en el planeta. Dicho de otro modo, condiciones extremadamente adversas empujaron a las plantas a ser poliploides.
Siendo fieles a su origen, las plantas poliploides son más resistentes a condiciones climáticas adversas, por lo que se les ha dado usos modernos para intentar repoblar ciertas regiones del mundo que perdieron vegetación.
Otra resistencia natural de estos mutantes es la resistencia al estrés genético. Ya que el código genético de un ser vivo se degrada con la edad de este, por ende, tener más material reduce el impacto de los procesos que lentamente van erosionando la calidad del genoma.
Hacia el futuro
En vísperas de lo que parecen ser condiciones climáticas muy hostiles para toda la civilización, la correcta explotación de las poliploidías tiene el poder de ayudarnos a mantener los niveles de producción a pesar de las dificultades. Ya sea abriendo nuevas puertas o evitando que se cierren las que ya existen, está en nuestros mejores intereses producir cultivos de mayor eficiencia y resiliencia.
Autor: Jerónimo López Acalá, estudiante de Biotecnología en UADE
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