Wilkins en su laboratorio, en 1953. http://osulibrary.orst.edu/specialcollections/coll/  pauling/dna/pictures/watsoncrick-walking.html

 

Watson y Crick en 1953. http://osulibrary.orst.edu/specialcollections/coll/ pauling/dna/pictures/watsoncrick-walking.html

 

 

Watson, Crick, Wilkins y Franklin

La ciencia celebra este año el descubrimiento del ADN, uno de los hallazgos más impactantes del siglo XX. Hace 50 años, un grupo de científicos propuso un modelo para el código de la vida,  la molécula del ADN (ácido desoxirribonucleico). Esta molécula contiene la información y las instrucciones, en un lenguaje químico, para crear a todos y cada uno de los seres que han habitado, habitan y habitarán en este planeta.

Watson había conocido en un congreso a Maurice Wilkins, quien estaba intentando discernir la estructura molecular del ADN en el King's College de Londres, utilizando la técnica de difracción de rayos X. Posteriormete se unió el equipo de la Universidad de Cambridge, donde conoció al entusiasta físico británico Francis Crick y los dos se entendieron inmediatamente. Estuvieron de acuerdo en colaborar uniendo los conocimientos sobre cristalografía de rayos X y física de Crick con los de genética de Watson.

El descubrimiento de la estructura de la molécula de ADN fue logrado por cuatro científicos: los ya nombrados Maurice Wilkins, James Watson y Francis Crick, y por Rosalind Franklin, destacada fisicoquímica cristalógrafa británica, que fue pieza clave en la investigación y a quien recién ahora se le está dando el reconocimiento merecido .

El modelo propuesto por estos científicos semeja una escalera de caracol que recibe el nombre de ‘doble hélice’. Esta escalera está compuesta por peldaños compuestos por cuatro piezas (adenina, guanina, timina y citosina), que se integran por pares atendiendo a las siguientes reglas:

.Adenina (A) siempre forma un par con timina (T)

.Guanina (G) siempre debe unirse con citosina (C)

Por esta investigación, se les otorgó el premio Nobel de Fisiología y Medicina, sin embargo Rosalind Franklin no estuvo con ellos, había fallecido en 1958.

Es importante que los jóvenes se familiaricen con el modelo del ADN. Para ello se recomienda la realización de diversos ejercicios. Se les puede proporcionar un modelo del ADN y ellos escribir, sobre cada uno de los peldaños, el nombre de la pieza que conforma cada par.

¿Por qué hay tantos organismos diferentes en este planeta?

La gran variedad de la información genética forma parte integral del concepto de biodiversidad; gracias a ella hay una multiplicidad de especies –1.7 millones de especies registradas hasta el momento, pero algunos científicos calculan que aún nos faltan por descubrir muchas más, quizás hasta llegar a unas 10 millones de especies.

La diversidad genética no es más que la variedad de información contenida en genes, que son pequeños paquetes de información específica que permiten distunguir una especie de otra, un organismo de otro, y entender por  qué hay una gran biodiversidad. La información contenida en esta molécula de ADN se conoce como información genética y varía de especie a especie.

El científico inglés Charles Darwin fue el primero en explicar cómo unas especies se transforman en otras, a través de su teoría de la evolución biológica.

El mecanismo base de esta teoría es la selección natural, es decir, que sobreviven los organismos más adaptados a su medio y mueren los menos adaptados.

Darwin añadió el adjetivo ‘natural’ para diferenciar este proceso de la selcción artificial que el hombre realiza al domesticar plantas y animales.

A través de la selección artificial, el hombre ha podido producir distintas variedades de animales y plantas para cubrir, principalmente, sus necesidades de alimento.

 

Imagen de la estructura del ADN

Con lo anterior podemos entonces responder a nuestra pregunta y decir que la selección natural y la selección artificial han originado las diversas especies, variedades y razas.

Es importante mencionar que el proceso de domesticación no sólo ha generado diversas razas y variedades, sino que también ha ayudado a los biólogos a comprender los procesos de selección natural.

Origen y domesticación de animales

La domesticación de los perros

Las diferentes razas de perros fueron desarrolladas, según afirman algunos investigadores, de una sola especie silvestre, el lobo (Canis lupus). Las diversas razas de perros nos muestran que hay una gran variabilidad escondida en la reserva genética de los lobos, y que esta variabilidad latente puede llegar a expresarse bajo presiones de selección, como ocurre cuando se domestica a una especie. Esto se ha podido observar en las diferentes razas reconocidas por las federaciones canófilas del mundo.

Domesticación del ganado vacuno (Bos taurus)

El ganado vacuno de la especie Bos taurus proviene de la domesticación del uro (Bos primigenius), un impresionante animal que vivía en los bosques de Europa y Asia, extinguido en 1627. Alrededor del año 6400 a.C., este animal fue domesticado en Asia Menor con el fin de obtener carne y usarlo para el trabajo de carga.

En la actualidad, existen muchas razas de ganado vacuno las cuales se diferencian por la cantidad y calidad de carne y leche que producen.

Pintura rupestreencontrada en la cueva de Lascaux, Francia,en la que se venrepresentados uros. http://www.culture.fr/culture/arcnat/lascaux/en	La raza Morucha procede del Bos taurus ibericus, forma bovina ancestral directamente ligada al uro. http://www.morucha.com/raza

 

Toro de la raza Hereford. http://www.ansi.okstate.edu/breeds/cattle

ETAPA 1. Uro

El uro macho medía aproximadamente 2 metros de altura y estaba provisto de cuernos largos y curvos. Su pelaje era de color negro con una banda blanca a lo largo del lomo. Su hocico era blanco o grisáceo.

ETAPA 2. Ganado vacuno

A partir de la domesticación del uro se han producido una gran variedad de especies vacunas, algunas han disminuido el tamaño de sus cuernos y otras lo han aumentado; lo mismo ha sucedido con su talla. En la actualidad, la región lumbar y sus músculos tienen un mayor desa-rrollo muscular. Sin embargo, el cambio más notable es a nivel conductual, ya que se ha logrado criar animales muy dóciles.

ETAPA 3. Razas de ganado vacuno

Las razas de ganado vacuno se han mejorado con el fin de obtener mayor producción de carne y leche. Entre las razas mejoradas para la producción de carne destacan la Angus, la Hereford y la Chorolais. La raza Holstein es buena productora de leche, mientras que la suiza produce tanto leche como carne.

Domesticación del ganado porcino (Sus scrofa)

Todo parece indicar que el cerdo domesticado es el resultado de la cruza entre dos especies de jabalí silvestre: el europeo y el chino.

El jabalí se domesticó en el noreste de Irak hacia el año 6750 a.C., y en China entre el año 3800 y 5000 a. C.

En la actualidad, existen muchas razas de cerdo que responden a las necesidades del hombre: algunos son muy dóciles, otros tienen carne de alta calidad, crecen rápido o se pueden adaptar a diferentes climas.

ETAPA 1. Jabalí

El jabalí mide, aproximadamente, un metro de largo y pesa alrededor de 200 kilos. Tiene largos colmillos, su pelaje puede ser de color gris claro o negro y está formado por cerdas ralas y gruesas, combinadas con algunos pelos más finos. Es muy peligroso cuando se encuentra acorralado.

Jabalí. http://www.agroes.com/cd/021101/noticia.asp?cod=23	Cerda de la raza Hampshire.

ETAPA 2. El cerdo domesticado

El cerdo domesticado es más grande y pesado que el jabalí. Con relación a su cuerpo tiene la cabeza y las patas pequeñas. Sus colmillos son cortos y su comportamiento es más dócil.

ETAPA 3. Razas de ganado porcino

En la actualidad se crían diversas razas mejoradas de cerdo con el propósito de obtener mayor calidad y cantidad de carne y grasa. Las razas más importantes en el mundo son Hampshire, Duroc, Landrace y Yorkshire.

Domesticación del guajolote (Meleagris gallopavo)

Hace más de dos mil años los guajolotes silvestres habitaban los bosques templados de pino y encino de México.

Algunos pueblos prehispánicos desarrollaron una fuerte tradición en la cría de estos animales. Los cambios que se produjeron en los guajolotes a través de la selección hecha por el hombre consistieron en aumento de peso, atenuación en el colorido de sus plumas y comportamiento más dócil.

ETAPA 1. Guajolote silvestre

El hábitat del guajolote silvestre se restringía a la zona de bosque templado. Su alimentación consistía principalmente de semillas y pequeños frutos.

Un adulto macho podía pesar hasta 11 kilos. Su plumaje generalmente era de color verde metálico, bronce o cobre. Las alas y las plumas superiores de la cola eran blancas o café claro. Las patas del macho eran fuertes, rojizas y con espolón. La cabeza y el cuello estaban desnudos con la piel rugosa y azulada.

ETAPA 2. Guajolote domesticado

Hoy en día, los guajolotes pueden vivir prácticamente en cualquier zona donde existan asentamientos humanos.

A diferencia de los guajolotes silvestres, los que se hallan en estado doméstico pueden alcanzar hasta 18 kilos de peso debido al incremento de su masa muscular. Como son más robustos y pesados, su movilidad ha disminuido notablemente.

Pavo o guajolote silvestre (Meleagris gallopavo).	Los pavos de granjason híbridos comerciales producto de una gran diversidad decruzamientos.

La alimentación de los guajolotes se modificó y ahora comen básicamente maíz, desechos domésticos y alimentos industriales. Su comportamiento también cambió y se hicieron más dóciles. Además, la variedad en el color de sus plumas ha disminuido.

ETAPA 3. Razas de guajolotes

Gracias a los diferentes procesos de selección se han logrado obtener varias razas de guajolote, pero, al mismo tiempo, esas modificaciones han provocado que esta ave ya no pueda vivir sin el cuidado del hombre. Las diferentes razas se producen en granjas especializadas donde la cantidad de alimento se controla cuidadosamente.

 

Representación del cultivo del maíz por los mexica. Códice Florentino. http://www.artehistoria.com/frames.htm/http://www.artehistoria.com/historia/contextos/1427.htm

El guajolote bronceado es la raza más grande. El macho llega a pesar 18 kilos y la hembra 10. Su plumaje es color bronce, tiene la cabeza roja y las patas negras.

El diamante blanco es una raza que se desarrolló en Estados Unidos y Canadá. El macho puede pesar hasta 16 kilos y la hembra 9. El aumento de peso corresponde a las partes musculares. Generalmente tiene el plumaje blanco, la cabeza roja y las patas rosáceas.

Origen y domesticación de plantas

Las plantas han jugado un papel fundamental en el desarrollo y supervivencia del ser humano y han sido utilizadas principalmente para cubrir diferentes necesidades como alimentación (frutos, semillas, raíces, hojas, tallos), salud (plantas medicinales), vivienda (madera, plantas con hojas grandes) y fuentes de energía (leña).

Actualmente, se reconoce la importancia de las plantas no sólo por su valor como materia prima para beneficio del  hombre sino también por el papel fundamental que juegan en el equilibrio ambiental.

Las observaciones de nuestros ancestros les permitieron  seleccionar –de manera empírica– las plantas que les brindaban los mayores beneficios para posteriormente cultivarlas y con ello asegurar el recurso. De esta forma nació la agricultura.

Los estudios arqueológicos han permitido conocer los lugares donde se cultivaron por primera vez las plantas que hoy consumimos. Para ello, los científicos consideran:

1) Sitios arqueológicos con evidencia de asentamientos.

2) Sitios donde se encuentran semillas domesticadas.

3) Sitios que tienen la evidencia más antigua.

4)  Sitios en los que existe la mayor diversidad de una especie.

 

La domesticación del maíz comenzó hace más de 5 mil años. Se piensa que el ancestro silvestre del maíz es el teocintle. http://www.jornada.unam.mx/2001/ene01/010129/cien-maiz.html

Se ha podido ver que algunas especies son originarias de un sitio pero fueron domesticadas en otro; tal es el caso del jitomate, que es originario de los Andes peruanos pero fue domesticado en México y hoy es consumido en diversos países alrededor del mundo.

Plantas como el maíz, el chayote, el camote, la chaya, el frijol y algunas especies de calabazas han sido, desde tiempos prehispánicos, de gran importancia en nuestra alimentación.

El maíz

El maíz, planta originaria de México, presenta una gran variabilidad genética, de ahí que existan tantas variedades. Su origen, sin embargo, sigue siendo un misterio. Algunos estudios realizados indican que el maíz actual probablemente se derivó del teocintle y que se domesticó hace unos 5000 a 7000 años. Una de las teorías acerca del origen del maíz propone que su ancestro silvestre, el teocintle, tuvo cambios en sus flores, lo que influyó en la estructura de la mazorca, y aumentó el número de granos de 50 a más de mil. Además, los granos quedaron encerrados por hojas modificadas que impiden su caída y dispersión.

Las investigaciones y cruzamientos realizados han logrado generar una gran cantidad de variedades de maíz, muchos de ellos con buena calidad proteínica, alto rendimiento y buen tipo de grano.

El maíz ha tenido gran importancia para las culturas mesoamericanas, no sólo como base de la alimentación, sino porque forma parte de ceremonias en torno a las etapas del cultivo y consumo. Hoy en día también se emplea en las artesanías, en remedios caseros y como materia prima.

Pero, indudablemente, es su importancia como alimento la que ha sido fundamental en las culturas mesoamericanas. Haciendo un rápido recorrido gastronómico podemos encontrar más de 140 platillos tradicionales elaborados con maíz.

Nuestros ancestros seleccionaron las plantas con las características más útiles y desecharon las que no les servían. De esta manera, una planta que daba calabazas con poca pulpa fue eliminada, mientras que las semillas de las más carnosas se conservaban para propagarlas posteriormente.

Durante el proceso de domesticación, las plantas tuvieron cambios en el tamaño del fruto, de la hojas, en el sabor, en el color, en el número de semillas; en algunos casos aumentó y en otros disminuyó.