viernes, 19 de abril de 2013

La borrosa línea entre lo Genético y lo Ambiental


El eterno debate Nature/Nurture, Genético/ Ambiental, aunque ha quedado obsoleto, sigue estando presente en nuestras disquisiciones, tal vez por esa tendencia al dualismo de la mente humana. En The Strange Case of the Spotted Mice, Peter Medawar explica por dos veces una idea aparentemente sencilla sobre este trascendental asunto y, dada la insistencia de un premio Nobel en ello, me ha parecido interesante comentarla aquí.
Peter Medawar

Dice Medawar que nos hemos empeñado durante décadas en determinar la contribución relativa de la genética y del ambiente a un fenotipo determinado, de manera precisa, pero que este problema no tiene solución porque el tamaño de la contribución que hace la naturaleza está en función de la contribución del ambiente, y viceversa. Supongamos que a un individuo le falta constitucionalmente la capacidad para sintetizar una sustancia X de la dieta. La contribución que hace la herencia a la diferencia entre este sujeto y otra persona que no tenga ese problema genético dependerá del ambiente en el que ambos vivan. Si X es abundante en la comida del sujeto, el trastorno innato no le generará ningún problema, y ni siquiera nos enteraremos de que lo tiene. Pero si X no está disponible en la dieta el sujeto enfermará o morirá.

Para verlo más claro pensemos en el caso de la Fenilcetonuria. Este trastorno congénito consiste en que el organismo no metaboliza el aminoácido fenilalanina por deficiencia de la enzima fenilalanina hidroxilasa. Es una enfermedad autosómica recesiva que puede aparecer en los hijos cuando ambos padres son portadores del alelo defectuoso. Si el niño es criado en un ambiente sin fenilalanina no aparecerán las consecuencias de la enfermedad, como el retraso mental. Vamos a hacer un experimento mental. Imaginaos un mundo donde todos tuviéramos el defecto congénito de la fenilcetonuria, pero la fenilalanina fuera una sustancia que solo se encuentra en determinados lugares, por ejemplo, en lugares pantanosos, o en los bosques o en ciertas montañas. Entonces diríamos que la enfermedad es ambiental, debida a una sustancia que hay en determinados ambientes (aunque todos llevaríamos el gen). Ahora imaginaos que la fenilalanina es una sustancia ubicua, como el oxígeno, que está por todos los lados, pero que nadie tiene el defecto genético. Cuando alguien naciera con ese defecto genético, diríamos que la causa de la enfermedad es genética (aunque no ocurriría tampoco sin fenilalanina). 

Este mismo razonamiento lo podríamos aplicar a otros ejemplos más complicados y más dudosos. Podríamos pensar que en un lugar donde se lleva una vida simple, digamos rural, que supusiera pocas demandas de orden intelectual, una disfunción hereditaria en las capacidades intelectuales podría no repercutir mucho en la conducta (esta explicación se ha dado a veces para explicar la menor incidencia de esquizofrenia en el medio rural con respecto al urbano). Si esta persona tiene que vivir en un medio más exigente desde el punto de vista intelectual, sus problemas serían más evidentes. Se dice con frecuencia que el estrés de la vida moderna eleva el umbral de competencia necesaria para funcionar y los que se encuentran por debajo se quedan descolgados. Serían hipotéticos ejemplos de problemas genéticos desenmascarados por el ambiente.

Pero disquisiciones aparte, la decisión de si algo es genético o ambiental es una decisión arbitraria en función de nuestra manera de catalogar las cosas, pero la mayoría de las enfermedades o rasgos fenotípicos se deben a una contribución mixta por parte tanto de los genes como del ambiente. Esto no significa que podamos negar que, a veces, la causa de un problema es totalmente genética o totalmente ambiental. Por ejemplo, el grupo sanguíneo de una persona está especificado y definido genéticamente y difícilmente podemos pensar en un ambiente que soportara la vida sin grupos sanguíneos. Hay otras enfermedades como la enfermedad de Huntington donde tampoco tenemos mucha capacidad de jugar con el ambiente. Pero en general, la mayoría de las enfermedades y de las diferencias entre nosotros están determinadas tanto por la naturaleza como por el ambiente, y sus respectivas contribuciones no son fijas, sino que varían dependiendo de la otra.

Y ya que hablamos de la Fenilcetonuria la quiero aprovechar para hacer referencia a un error en el que suele caer mucha gente. Muchos se posicionan en este debate Nature/Nurture, del lado del ambiente porque igualan genético con inmutable, con que no hay nada que hacer; y ambiental con mutable, algo que podemos cambiar, y, por ello, estas personas eligen el lado aparentemente más optimista. Pues bien, aquí tenemos una enfermedad genética, la Fenilcetonuria, donde podemos hacer cambios que la corrigen, mientras que en trastornos debidos al ambiente (que la madre de un sujeto padeciera depresión durante la infancia del mismo) no vamos a poder hacer absolutamente nada al respecto. Pero no dejaría de tener gracia que , lo mismo que los problemas genéticos pueden prevenirse o solucionarse con cambios en el ambiente, podría llegar un día en que los problemas ambientales se arreglaran cambiando los genes. Me estoy refiriendo a esos experimentos en ratas en los que la conducta maternal alterada  origina cambios epigenéticos en la descendencia con consecuencias negativas para toda la vida. Algún día igual se pueden borrar esas marcas epigenéticas y revertir así las consecuencias negativas de efectos ambientales.

@pitiklinov en Twitter

Referencia


9 comentarios:

Ana di Zacco dijo...

Apenas ver el título pongo aquí un artículo de Pinker (en vías de traducción) sobre el tema, que me fascinó. Y enseguida paso a leer esto, es que no me he podido contenerrrrr :)
http://rstb.royalsocietypublishing.org/content/366/1563/436.full

Ana di Zacco dijo...

Me ha gustado esta perspectiva que compartes, en el sentido de que deja de ser un eje pendular, como estábamos acostumbrados hasta ahora, sino más bien algo circular, tipo Yin-Yang: lo uno está en lo otro y lo otro en lo uno.
"En realidad, la vida hace, conforma y cambia el entorno al que se adapta. Este entorno a su vez, retroalimenta a la vida que cambia, actúa y crece en él. Hay interacciones cíclicas constantes." (Margulis, 1989)

Anónimo dijo...

Saludos.

Es cierto que hay indudables interacciones entre el ambiente y la genética en el desarrollo fenotípico, pero también hay diferencias sustanciales entre ellas: principalmente que la evolución actúa sólo activamente sobre la información genética, con lo que el ambiente se puede ver como un modulador fenotípico pero dependiente de la base genética.

Esta diferencia es importante, porque; siendo la genética la base activa sobre la que actúa el proceso evolutivo, debe obligatoriamente tener cierta transcendencia sobre la modulación ambiental; la contribución genética DEBE ser determinante sobre el desarrollo del fenotipo. El medio ambiente participa sin duda en el proceso evolutivo, pero de manera totalmente indirecta y condicionada, seleccionando los mejores genes del acervo, de modo que, aunque ambos componentes participan en el proceso evolutivo, sólo la genética tiene un papel activo al transportar la información evolutiva.

Podemos hablar sobre el ejemplo que pones sobre la Fenilcetonuria:
Es evidente que se trata de un trastorno genético, de un defecto en el genoma del individuo, que lo diferencia del resto de individuos de su especie: es decir, esa diferencia genética no es compartida por la mayoría de individuos de la especie, es una diferencia marginal, lo que lo hace una enfermedad genética sin lugar a dudas. La abundancia o no de fenilalanina, es sólo un modulador sobre la enfermedad genética: si hay abundancia de fenilalanina, el defecto genético será penalizado evolutivamente, con lo que se dificultará su continuidad en el acervo génico, y si no hay apenas fenilalanina en el mundo, dicho defecto pasará desapercibido.

Pero hablar de enfermedad ambiental es un sinsentido: el defecto es claramente genético (y es un defecto porque dicho gen o genes lo comparten muy pocos individuos de la especie), y lo demás es complicar las cosas. El ambiente puede hacer que se exprese o no un determinado gen o genes defectuosos, pero esa contribución; aunque importante, es únicamente moduladora; la base del mal del individuo es genético, y las consecuencias de dicho defecto serán evaluadas por el proceso evolutivo aumentando o disminuyendo la frecuencia de dicho gen en la especie.

Como consecuencia de todo esto, podemos suponer que todo rasgo fenotípico va a depender fuertemente del componente genético, en el sentido de que dicho componente es sobre el que actúa activamente la evolución, por lo que la expresión del individuo (incluyendo sus rasgos conductuales) deben estar fuertemente determinados por la genética, y perseguir exclusivamente "fines evolutivos".

Y creo que esta es la razón por la que muchos intentan dar más importancia al medio de la que realmente tiene; creo que no se trata tanto de una cuestión inmutable/mutable, sino de una cuestión determinismo/indeterminismo, o incluso se podría decir nihilismo/antropocentrismo. La ilusión cognitiva del optimismo, por supuesto, nos pone de parte del indeterminismo antropocéntrico (ilusión de la que el autor del blog habló en profundidad un este post anterior: http://evolucionyneurociencias.blogspot.com.es/2013/03/el-realismo-depresivo.html).

De todas formas, quiero aclarar de nuevo que no argumento sobre que el componente ambiental no tenga una contribución importante en el desarrollo de ciertos fenotipos, sino que en esencia, la influencia del componente ambiental (por mucho que influya) está en esencia determinada, condicionada, y supeditada a la potencialidad del componente genético; por ser éste el único componente capaz de transportar la información sobre la que actúa el proceso evolutivo. La base genética es pues, en esencia, diferente de la ambiental, dominante y determinante en la formación fenotípica, siendo el ambiente muy influyente, pero a modo de modulador, siempre de modo indirecto y supeditado al genoma del individuo. Es decir; puede que existan claras diferencias cuantitativas en la contribución de cada componente genético/ambiental al fenotipo, pero sí claras e importantes diferencias cualitativas.

¡Un cordial saludo a todos!


Pitiklinov dijo...

estoy de acuerdo contigo, creo que es una interacción permanente, como dice ahí Margulis

Pitiklinov dijo...

Bueno Samuel, tus pensamientos son auténticas cargas de profundidad :-). Podríamos estar años intentando desenredar la influencia de cada cosa ( genes y ambiente) y todo depende de la perspectiva y del énfasis que hagamos en cada cosa ( como en el famoso tema de la botella medio llena o medio vacía, siempre se puede ver de las dos maneras y no hay quien tenga razón).
Mira, sobre lo de enfermedades ambientales...Tenemos el caso del escorbuto. Los humanos ( y otros primates) perdimos la capacidad de sintetizar la vitamina C hace unos 25 millones de años http://cajalesygalileos.wordpress.com/2012/12/06/el-misterio-de-la-vitamina-c-scitable/
Como comíamos una dieta rica en Vitamina C, la evolución, que es muy ahorradora, recortó gastos y no reparó mutaciones que se iban produciendo en la gulonolactona oxidasa que dejó de ser funcional
Este defecto genético no tuvo consecuencias hasta que el ser humano empezó a hacer viajes transoceánicos en los que los marinos no podían comer una dieta normal, rica en frutas y vegetales. Decidir si el escorbuto es una enfermedad ambiental o genética lo veo muy peliagudo...Si te adhieres al criterio de normal en el sentido de cantidad, o de mayoría, pues no es una enfermedad genética porque la pueden sufrir todos los humanos. Pero sin el cambio ambiental es que no estamos siquiera ante una enfermedad. No me parece descabellado decir que es una enfermedad ambiental, ya que solo ocurre en determinados ambientes, como son los barcos ( y no los de ahora, los que hacían viajes transoceánicos cuando el descubrimiento de América y demás)
En el desarrollo de un organismo tienes razón en que mandan los genes, pero eso es una escala temporal concreta. Si miramos la evolución en una escala mucho mayor yo diría que el director de orquesta de la evolución es el ambiente. El que decide quién vivirá y quién morirá es el ambiente. Recuerda el Holocausto del oxígeno, el oxígeno en la Tierra pasa de 0, algo a 21% y se extinguen una gran cantidad de especies, y las que se quedan son las que consiguen adaptarse al oxígeno. A gran escala los genes van por detrás del ambiente. Es el ambiente el que marca la pauta y la dirección en la que tienen que ir haciendo los cambios los genes. En el caso de la vitamina C si dejó de ser funcional esa enzima que hace el último paso de la síntesis es porque el ambiente lo permitía.
Todo esto no contradice lo que tú planteas, creo que están las dos cosas una al lado de la otra.
y gracias por tus profundos e interesantes comentarios !

Anónimo dijo...

"gracias por tus profundos e interesantes comentarios !"

Gracias a ti por crear este interesante blog, Pitiklinov. Realmente creo que haces una importante contribución a la divulgación científica en el complejo campo evolucionista. Sigue así, amigo.

Un saludo.

Pitiklinov dijo...

cuento contigo para echarme un cable a enriquecer y aclarar conceptos :-)

Rubén dijo...

"Como comíamos una dieta rica en Vitamina C, la evolución, que es muy ahorradora, recortó gastos y no reparó mutaciones que se iban produciendo en la gulonolactona oxidasa que dejó de ser funcional"

Creo que este fantástico ejemplo pone de manifiesto quien es el director de la orquesta de la evolución. Aunque a mí no me gusta decir "el ambiente" Creo que es mejor referirse a la actividad de los seres vivientes. La actividad fisiológica y comportamental es evidente que siempre se da en un determinado ambiente. Pero no es el ambiente el que guía, ni tampoco los genes. Porque tanto el ambiente es modificado por la actividad de los seres vivientes como los genes aprovechados o no en función de los surcos ecológicos que van conquistando los organismos. En cierta manera los ambientes y los organismos co-evolucionan.

Pitiklinov dijo...

totalmente de acuerdo Ruben, la actividad de los seres vivos modifica su "ambiente". Es una coevolución como dices.