Cambiar sin aumentar

El número de cromosomas en una especie puede cambiar a lo largo de la evolución como resultado de diversos procesos evolutivos, sin que ello implique necesariamente grandes alteraciones en la cantidad total de información genética. Aunque en algunos casos se producen eventos de gran escala, como la duplicación completa del material genético (poliploidia), existen también mecanismos más sutiles que alteran el número de cromosomas mediante procesos estructurales sin la modificación de la cantidad total de información genética.

Un buenísimo ejemplo que representa este fenómeno es la diferencia observada entre el caballo doméstico (Equus ferus) y el caballo de Przewalski (Equus ferus przewalskii). El caballo doméstico posee 64 cromosomas (2n= 64), mientras que el caballo de Przewalski tiene 66 (2n= 66). A grande rasgos la primera idea que se nos podría ocurrir es que ambas especies presentan una importante divergencia genética, sin embargo, ambas formas están estrechamente relacionadas evolutivamente. De hecho, puede cruzarse y producir descendencia híbrida viable, por lo que comparten una importante cantidad de material genético. Pero ¿cómo es posible que especies tan estrechamente emparentadas tengan distinto número de cromosomas sin una diferencia proporcional en la cantidad total de información genética?

Caballo de Przewalski (Equus ferus przewalski). Créditos de la imagen: Daniela Hartmann, algunos derechios reservados (CC BY-NC-SA 4.0). Imagen original extraída de aquí.

Existen dos mecanismos principales que pueden explicar este tipo de cambios en el número de cromosomas. El primero es la fisión cromosómica, en la cual un cromosoma se rompe y da lugar a dos cromosomas más pequeños, cada uno con sus propio centrómero y capacidad de replicarse y segregarse correctamente durante la división celular. El segundo es la fusión cromosómica, que consiste en la unión de dos cromosomas previamente independientes en uno solo, reduciendo así el número total de cromosomas. ¿Pero cuál de estos mecanismos fue la causa?

En los híbridos de ambas especies, durante la meiosisi, los cromosomas homólogos deben aparearse de manera precisa para que se produzca una correcta segregación de los gametos. Sin embargo, en estos híbridos algunos cromosomas no forman pares simples, sino que se organizan en tríos o configuraciones más complejas. Esto ocurre porque un cromosoma e una especie corresponde a dos cromosomas de la otra, lo que indica que un cromosoma presente en el ancestro común se fragmentó en dos cromosomas más pequeños (Short et al., 1974).

Es importante tener en cuenta que, aunque este tipo es estructural, no significa que no pueda tener consecuencias a nivel genético. De hecho, esta modificación puede afectar a la regulación de la expresión génica, ya que a actividad de un gen no depende solo de su secuencia, sino también del entorno cromósmico en el que se encuentra. Asimismo, la propia reorganización cromosómica puede afectar a la recombinación durante la meiosis, ya que los cambios en la estructura de los cromosomas pueden modificar los patrones de apareamiento y entrecruzamiento.

Bibliografía

1. Short, Roger & Chandley, A & Jones, Russell & Allen, W. (1974). Meiosis in interspecific equine hybrids. II. The Przewalski horse 1 domestic horse hybrid (Equus przewalski X E. caballus).
   https://www.researchgate.net/publication/18702997_Meiosis_in_interspecific_equine_hybrids_II_The_Przewalski_horse_1_domestic_horse_hybrid_Equus_przewalski_X_E_caballus