La diversidad genética y la domesticación

La forma, función y comportamiento de los organismos se transmiten de generación en generación a través de la información genética. Esta información no es idéntica entre los individuos de una misma especie, sino que existe variabilidad o diversidad genética. La diversidad genética puede medirse en términos de qué genes y qué alelos (variantes de genes) existen en los diferentes individuos de una población dada, lo que lleva a las diferencias que observamos en su fenotipo, como diferentes colores de ojos, formas de granos de maíz o capacidad de resistir ciertas enfermedades.

La diversidad genética de las plantas cultivadas se modifica por el efecto de tres fuerzas evolutivas: la selección natural, la selección artificial y la deriva génica.

La selección natural determina qué plantas podrán llegar a la edad adulta y reproducirse, con base en cómo las plantas responden a las condiciones ambientales, la duración de los días, los patógenos y otros factores externos que están fuera del control de los seres humanos. La selección artificial es el proceso mediante el cual los seres humanos seleccionamos los individuos que nos gustan más (por ejemplo por sus características de grano), a partir de los individuos que la selección natural ya filtró. La deriva génica se refiere a que la proporción de un genotipo puede variar por factores azarosos, no porque no haya sido seleccionado.

Los procesos de selección natural y deriva génica se producen de forma natural en las poblaciones silvestres, pero al sumar selección artificial, la agricultura ha cambiado la velocidad y magnitud en la que éstos pueden afectar la diversidad genética de las especies.

Por ejemplo, al inicio de la domesticación se dieron “cuellos de botella” que disminuyeron considerablemente la cantidad de diversidad genética de los cultivos en proporción a la diversidad presente en sus ancestros silvestres. Esto se debe a que, por deriva génica, cuando el número de individuos seleccionados es muy pequeño, la diversidad presente en los individuos seleccionados no alcanza a representar toda la diversidad que estaba presente en la población original. De forma similar, las especies silvestres poseen una mayor diversidad genética que las especies cultivadas ya que éstas no atraviesan el cuello de botella que implica el proceso de la domesticación. Además continúan estando bajo fuertes presiones de selección natural en una amplia variedad de ambientes, por lo que su diversidad genética tiende a contener adaptaciones para sobrevivir en dichos ambientes.

Las fuerzas evolutivas no afectan de la misma forma los genomas (conjunto de todos los genes) de los cultivos. La deriva genética actúa en la misma proporción a lo largo todo el genoma, pero la selección lo hace de manera independiente en los genes relacionados con lo que se está seleccionando. Esto significa que pocos genes pueden estar bajo una fuerte selección mientras que en el resto del genoma puede variar entre individuos. Esto provoca, por ejemplo, que genes relacionados con características físicas, como aquellas que definen a una raza, tengan poca o nula variación, pero que en paralelo los genes relacionados con adaptación al ambiente puedan tener mucha variación. Esto explica cómo es que algunas razas de maíz pueden cultivarse en ambientes distintos, aunque se vean igual.

Los momentos donde más se ha modificado la diversidad genética de los cultivos es durante el inicio de la domesticación y más recientemente durante el mejoramiento. Por ejemplo, algunos rasgos están presentes en los cultivos no porque fueran deseados, sino porque los genes responsables de ellos estaban vinculados a otros que sí fueron seleccionados. De manera similar, muchos rasgos y su diversidad genética asociada pudieron perderse ya que fueron “invisibles” o estaban presentes en los relativamente pocos individuos que los seres humanos seleccionamos.