Selección artificial

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Introducción

Selección artificial, modificación de la constitución hereditaria de plantas y animales por medio del control del cruce entre los organismos parentales. El objetivo principal de la selección artificial es producir organismos que respondan mejor a las necesidades humanas de alimento, trabajo (animales de tiro), deporte (caballos de carreras, perros de caza) y satisfacción estética (plantas ornamentales, razas especiales de animales de compañía).

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Historia

En su forma más elemental, se realiza selección artificial desde los albores de la historia. El estudio arqueológico de las pinturas murales de las tumbas egipcias ha probado que la cría de perros se conoce desde hace al menos 4.000 años, y bien podría practicarse desde hace 10.000 años o más. Las civilizaciones antiguas tenían razas domesticadas de vacas, ovejas y cabras, así como variedades de la mayor parte de los cereales que existen en la actualidad. Pero los métodos antiguos de selección artificial eran arbitrarios y el enorme número de variedades agrícolas a que hoy estamos acostumbrados apareció después del siglo XVI, en especial a partir de los primeros años del siglo XX y del surgimiento de la genética moderna.

A efectos prácticos, la historia de la selección puede dividirse en dos periodos: antes y después del redescubrimiento de los conceptos básicos de la herencia formulados por Gregor Johann Mendel en el siglo XIX. En la época premendeliana, los especialistas en selección artificial elegían en cada generación a los animales o plantas que mostraban las características deseadas en un grado más alto, y los cruzaban para obtener así la siguiente generación. Este método general, llamado selección masiva, ha dado algunos resultados notables, pero también ha topado con dificultades. Una de ellas era la lentitud e incertidumbre del proceso; la mejora no estaba garantizada y, en rebaños poco numerosos o en parcelas pequeñas, el criador perdía a veces en una generación todo lo ganado en muchas anteriores. Una segunda complicación era que, aunque la selección podía mejorar un carácter (por ejemplo, la producción de leche en las vacas), deterioraba en ocasiones otros (como la fecundidad o la resistencia a las enfermedades). Una tercera dificultad, sobre todo en la selección vegetal, era que los híbridos no solían reproducir su propio tipo, sino que a menudo experimentaban regresión hacia uno de los parentales. Un cuarto problema se asociaba con la endogamia, utilizada en muchas ocasiones para fijar caracteres deseables en una línea; las variedades endogámicas, aun cuando reproducen el tipo, adolecen con frecuencia de falta de vigor y fecundidad.

Pero después del redescubrimiento del trabajo de Mendel y de su ulterior síntesis con la genética de poblaciones en las décadas de 1930 y 1940, la selección artificial adquirió un carácter más científico y predecible. Mendel demostró que los rasgos se heredan en forma de caracteres discretos unitarios (hoy llamados genes) y que no se combinan a lo largo de las generaciones ni son absorbidos por otros. Un aspecto aún más importante es que las leyes de Mendel demostraron que con el análisis de los resultados de la selección artificial se pueden predecir las clases y las proporciones de la prole en la siguiente generación. Aunque Mendel trabajó sólo con caracteres cualitativos simples (plantas altas o bajas, semillas lisas o rugosas, entre otras), la genética del siglo XX ha demostrado que también los caracteres cuantitativos (por ejemplo, una gama de colores de la espiga de trigo que varíe desde el incoloro hasta el pardo rojizo) pueden explicarse a través de combinaciones de factores mendelianos. Con la ayuda de métodos estadísticos, como el análisis de la varianza, la moderna selección mendeliana ha aportado mejoras notables a una amplia variedad de organismos de utilidad agrícola. Por lo demás, el método básico de cruzar los parentales deseados y seleccionar individuos determinados de la prole se ha mantenido invariable desde el siglo XVIII hasta hoy.

A la selección artificial de animales y plantas se debe el enorme aumento del rendimiento agrícola a lo largo de los últimos años y, por tanto, de la producción mundial de alimentos. Durante la Revolución Industrial se pusieron en marcha en Europa y Estados Unidos programas de selección sistemática de alcance cada vez más amplio, para responder a la mayor demanda de productos alimenticios por parte de la población urbana no agrícola, que iba en constante aumento. En el siglo XX, el aumento de la población mundial generó también una presión considerable a favor de la mejora del rendimiento de la agricultura. La llamada “revolución verde” del periodo comprendido entre 1950 y 1975 representó un esfuerzo coordinado a gran escala dirigido por las fundaciones estadounidenses Ford y Rockefeller y encaminado a obtener variedades de alto rendimiento de especies cultivadas básicas (trigo, arroz, maíz) para venderlas a la población del Tercer Mundo, que crecía a gran velocidad. Pero estas variedades exigían en muchos casos la aportación de tecnología moderna y costosa (fertilizantes químicos, plaguicidas, redes de regadío) que las hacía inútiles para la inmensa mayoría de las sociedades agrarias a las que iban destinadas. Métodos más recientes de ingeniería genética, que recurren a la transferencia de genes de una variedad o especie a otra, abren la posibilidad de una vía más eficaz para obtener cepas resistentes de rendimiento elevado.

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Selección animal

Las prácticas actuales de selección artificial de animales todavía se basan en gran medida en la selección masiva, complementada con otras tres técnicas: selección por ascendencia o pedigrí, selección familiar y selección de progenie o de descendencia. La selección por pedigrí examina la calidad de los antepasados, no la del individuo propiamente dicho; resulta muy útil para evaluar animales jóvenes cuyo historial de selección es todavía desconocido y cuando se sabe que los caracteres en juego pueden ser heredados; el inconveniente es que se trata de un método muy lento. La selección familiar estudia la calidad de parientes colaterales, como hermanos y hermanastros, y es algo más rápida. La selección familiar suele utilizarse junto con la individual y es útil para estimar los caracteres ligados al sexo (producción de huevos o de leche, por ejemplo) al seleccionar machos de mejora. La selección de progenie escoge a los individuos a partir de los datos de su progenie. Resulta útil en particular para determinar caracteres ligados al sexo, como el rendimiento lechero de las vacas engendradas por un toro, y rasgos de heredabilidad escasa o poco conocida. La selección artificial basada en la progenie es una técnica también lenta, pues obliga a esperar una o varias generaciones para determinar la calidad de la progenie de un individuo. Pero todas las formas de selección artificial tienen un límite en cuanto a sus posibilidades de mejora, impuesto por el carácter finito de la variabilidad presente en una población determinada.

Desde mediados del siglo XVIII, los ganaderos combinan varios métodos de selección artificial con la endogamia y la hibridación de rebaños. Para fijar o intensificar un carácter determinado, los rebaños se subdividen en grupos menores y se someten a endogamia intensiva durante varias generaciones. La endogamia incluye el cruce entre hermanos y hermanastros, así como el retrocruzamiento de la descendencia con uno de sus progenitores. Para aumentar el vigor y evitar la acumulación de caracteres no deseados, algunos individuos de estos grupos endogámicos se hibridan con los de otros. La hibridación tiene la ventaja de aumentar la variabilidad y producir combinaciones nuevas de caracteres. En el siglo XX, estos cruces endo y exogámicos se realizan cada vez con más frecuencia por medio de inseminación artificial, gracias al perfeccionamiento de las técnicas de congelación y conservación del esperma.

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Selección vegetal

En principio, la mejora vegetal es similar a la animal, y como ésta combina varias formas de selección artificial con cruces endo y exogámicos. Pero algunos aspectos de la selección artificial de plantas son muy distintos, debido a varias características exclusivas de la reproducción de las plantas. A diferencia de los animales, muchas plantas, llamadas autógamas, tienen la propiedad de autofecundarse o autopolinizarse; en este caso, el polen fecunda óvulos de la misma flor o de flores distintas de la misma planta. En las plantas alógamas, el polen casi nunca fecunda óvulos de la misma planta o flor. Estas plantas albergan una capacidad de variación genética muy superior a la de las especies autógamas. Casi la mitad de las especies de importancia agrícola, entre ellas el trigo, el arroz, la cebada, la judía o frijol y el tomate, se reproducen por autofecundación; la otra mitad, a la que pertenecen la zanahoria, la palmera datilera, el espárrago, el lúpulo, la alfalfa y las coles, se reproducen por fecundación cruzada. Las plantas del primer grupo son más fáciles de reproducir: basta dejar que la naturaleza siga su curso. La continua autogamia ha hecho que las plantas autopolinizadas sean, desde el punto de vista genético, más uniformes. La polinización cruzada exige más trabajo, puesto que es imprescindible evitar la llegada a la flor de polen extraño; para ello hay que retirar con cuidado los órganos portadores del polen (estambres) de una flor, depositar el polen del tipo deseado en los órganos productores de óvulos (pistilos) y a continuación cubrir la flor con una pequeña bolsa. El control de la polinización es algo más sencillo en las especies que se reproducen de forma natural por polinización cruzada, como el maíz, que tienen flores masculinas y femeninas distintas. En este caso, basta con cortar las flores masculinas de las plantas que no van a utilizarse como polinizadoras. Incluso esta operación se ha eliminado con la introducción de un carácter genético llamado esterilidad citoplásmica masculina (CMS) en algunos tipos de plantas, en particular en el maíz. Las cepas CMS producen flores masculinas estériles; para utilizar este método, se siembran en hileras alternas variedades normales y CMS, con el fin de garantizar el máximo grado de polinización cruzada sin necesidad de mucha mano de obra.

Los especialistas en selección artificial de plantas combinan los métodos de selección masiva, autogamia y alogamia con otras técnicas, como la selección de líneas puras y la hibridación. La selección de líneas puras consiste en mantener la reproducción autógama y la selección de uno o varios caracteres deseables a fin de obtener una población más o menos homogénea (homocigótica). La hibridación es el cruce entre cepas o especies distintas con el fin de obtener formas (híbridos) que contienen una combinación de caracteres superior a la presente en los parentales. Como las plantas forman híbridos viables con mayor facilidad que los animales, esta técnica constituye desde hace mucho tiempo uno de los fundamentos de la mejora vegetal. El ejemplo más destacado de hibridación en este siglo ha sido el maíz aunque también presenta un inconveniente: las variedades híbridas de este producto exhiben cualidades sobresalientes, sobre todo de rendimiento y vigor, pero no reproducen el tipo; por tanto, los agricultores deben adquirir nuevas semillas para sembrar en cada estación.