Clonación en la naturaleza

Al escuchar la palabra “clonación”, lo primero que se nos suele venir a la mente es la imagen de dos humanos idénticos. No obstante, esa percepción es típica de la ciencia ficción. Lejos de la clonación humana, en la naturaleza hay innumerables procesos relacionados directa o indirectamente con la clonación, y es que muchos seres vivos solo son capaces de reproducirse de manera asexual, generando copias totalmente idénticas a sí mismas, es decir, clones. Esto nos lleva a formularnos las siguientes cuestiones: ¿Cómo de común es la clonación natural? ¿Cuántos tipos de clonación natural existen?

Los seres vivos pueden reproducirse sexualmente, cuanto intervienen dos gametos, los cuales se fusionan y aportan información genética a la descendencia; asexualmente, cuando a partir de un único individuo se generan dos copias genéticamente idénticas al progenitor; o de las dos maneras, siendo este el caso de plantas, algunas algas y hongos y algunos animales. La reproducción asexual, por su parte, es la forma principal de reproducción de los organismos unicelulares procariotas y eucariotas como las bacterias, arqueas, algas y levaduras, organismos capaces de reproducirse a gran velocidad y, consecuentemente, producir múltiples clones de sí mismos en poco tiempo. Existen diversos tipos de reproducción asexual:

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  Los microorganismos procariotas se reproducen mediante fisión binaria, en la que la célula progenitora se divide en dos y genera dos células hijas con el mismo ADN. Los protistas y hongos unicelulares también pueden reproducirse de esta manera. 
  
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  A través de la gemación, una célula hija crece en forma de yema sobre la superficie de una célula madre. Un ejemplo claro es la levadura panadera Saccharomyces cerevisiae. En organismos pluricelulares, la gemación es típica de la hidra, un cnidario de agua dulce, en la que una yema se forma sobre el cuerpo de una hidra adulta y, una vez se desarrollan la boca y los tentáculos, se separa del progenitor y busca un nuevo lugar sobre el que fijarse.
• La fragmentación es una forma de reproducción asexual por la que se forma un nuevo organismo a partir de un fragmento del progenitor. En este tipo de reproducción asexual, un organismo pluricelular puede ser troceado en múltiples fragmentos, cada uno de los cuales dará lugar a un nuevo individuo separado con la misma información genética. Los animales más conocidos capaces de reproducirse por fragmentación son las estrellas de mar, los corales y las planarias. Algunas plantas presentan ciertas estructuras que les permiten reproducirse por fragmentación y, muchos líquenes, utilizan este tipo de reproducción asexual para reproducirse y asegurar que los nuevos individuos contienen a los dos simbiontes (alga + hongo).
  
• Muchas plantas son capaces de reproducirse asexualmente por propagación vegetativa. Esto quiere decir que una nueva planta es capaz de crecer a partir de una porción de la planta progenitora o de una estructura reproductiva especializada. De hecho, es un mecanismo muy común en el reino Plantae, llegando incluso a formar grandes colonias clonales en las que clones de una misma planta ocupan una gran extensión de terreno. La reproducción de plantas por propagación vegetativa también puede ser inducida artificialmente al tratar porciones de tallos u hojas con concentraciones concretas de las fitohormonas auxinas y citoquininas in vitro. Concretamente, es posible inducir la formación de nuevas raíces en trozos de tallo mediante tratamientos con auxinas, o la desdiferenciación de tejidos vegetales para formar callos (masa desordenada de células capaz de dar lugar a nuevos individuos genéticamente idénticos) al tratarlos con concentraciones similares de auxinas y citoquininas. Otro caso de propagación vegetativa artificial es la embriogénesis somática, mecanismo mediante el cual es posible obtener embriones vegetales a partir de células somáticas de una planta. Esta técnica es utilizada para la obtención de semillas artificiales o sintéticas con la misma información genética o para la reproducción de plantas triploides, incapaces de producir semillas.
  
  
  
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  La reproducción por esporas es una forma de reproducción asexual utilizada por los hongos y algunas especies de plantas primitivas, como los helechos. Estas esporas se producen mediante un mecanismo conocido como esporogénesis, el cual da lugar a células reproductoras normalmente haploides (esporas) capaces de dar lugar a un nuevo individuo haploide (hongos) o a gametófitos haploides (plantas) por medio de numerosas divisiones mitóticas.
  
• La agamogénesis engloba cualquier forma de reproducción en la que solo interviene un gameto femenino, sin estar involucrado un gameto masculino. Los principales ejemplos son la partenogénesis y la apomixis.
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  La partenogénesis ocurre de manera natural en algunas especies de animales invertebrados, como los maravillosos tardígrados o las abejas, y en unos pocos vertebrados, como peces, anfibios, reptiles y, muy raramente, aves. En plantas, la partenogénesis es una etapa de la apomixis. A pesar de que la partenogénesis de lugar a nuevos individuos a partir de una célula haploide como es un óvulo, estos normalmente son diploides. La diploidía puede ser restaurada mediante diferentes mecanismos, siendo los más comunes la fusión de los productos de la meiosis o la oogénesis por mecanismos mitóticos. De cualquier modo, si la descendencia contiene toda la información genética de la madre, estos serán clones idénticos.
  
• Cuando de manera natural se forma un embrión a partir de los tejidos de la planta madre, sin meiosis ni fertilización, se trata de un fenómeno de apomixis. La apomixis conduce a la formación de descendencia clonal manteniendo completamente la constitución genética de la planta madre. Es posible distinguir entre apomixis esporofítica y apomixis gametofítica. En la primera, los embriones apomícticos se generan a partir de células esporofíticas, mientras que en la segunda, estos proceden directamente del saco embrionario, cuando este no sufre meiosis y es diploide. La apomixis presenta un potencial enorme en agricultura, ya que permite obtener poblaciones homogéneas (clonales) con características deseadas.
  

En los casos de reproducción sexual, lo más cercano a la clonación son los gemelos univitelinos. Este tipo de gemelos contienen prácticamente el mismo ADN porque proceden de un único óvulo fecundado por un solo espermatozoide, generando un cigoto que después se divide en dos de manera natural. No obstante, los gemelos presentan una serie de diferencias, pero esto lo dejamos para próximas publicaciones.

Queda claro que la naturaleza tiene mucho que ofrecer y que vivimos en un mundo lleno de misterios y maravillas como las que hemos descrito en esta publicación. Ante las manos de los científicos se abre un extenso mundo de posibilidades esperando a ser explotados para producir nuevas aplicaciones con el potencial de seguir mejorando la vida de la gente.

Referencias

- NIH (2020). Cloning Fact Sheet. National Human Genome Research Institute (NIH). Consultado en 12/11/2020. Disponible en el enlace: https://www.genome.gov/about-genomics/fact-sheets/Cloning-Fact-Sheet#:~:text=There%20are%20three%20different%20types,produces%20copies%20of%20whole%20animals

- Wikipedia Collaborators. Asexual reproduction. Wikipedia, the free encyclopedia. Consulrado el 12/11/2020. Disponible en el enlace: https://en.wikipedia.org/wiki/Asexual_reproduction

- Wikipedia Collaborators. Vegetative reproduction. Wikipedia, the free encyclopedia. Consulrado el 12/11/2020. Disponible en el enlace: https://en.wikipedia.org/wiki/Vegetative_reproduction

- Wikipedia Collaborators. Parthenogenesis. Wikipedia, the free encyclopedia. Consulrado el 12/11/2020. Disponible en el enlace: https://en.wikipedia.org/wiki/Parthenogenesis

- OpenStax (2018). ¿Cómo se reproducen los animales? OpenStax, Cnx Bio Español. Consultado en 27/10/2020. Disponible en el enlace: https://cnx.org/contents/X6aMHBd0@7/%C2%BFC%C3%B3mo-se-reproducen-los-animales  

- Schmidt, Anja. 2020. "Controlling Apomixis: Shared Features and Distinct Characteristics of Gene Regulation." Genes 11, no. 3: 329. doi: 10.3390/genes11030329

- Su YH, Tang LP, Zhao XY, Zhang XS. 2020. Plant cell totipotency: Insights into cellular reprogramming. J Integr Plant Biol. 2020 May 21. doi: 10.1111/jipb.12972