Un atavismo , del latín atavi ( "ancestros; quadris-grandfathers, ancestros lejanos" ), en la biología del desarrollo evolutivo se refiere a la reaparición de un carácter ancestral en un individuo que normalmente no debería tenerlo. Este rasgo puede haberse perdido o transformado durante la evolución. En ambos casos, la característica no está presente ni en los padres ni en un antepasado cercano, a diferencia de la estructura vestigial . Además, para ser considerado atávico, la característica debe persistir hasta la edad adulta, estar presente sólo en uno o muy pocos individuos dentro de una población, y parecerse mucho a la característica que poseían todos los miembros de la población ancestral.
Este fenómeno es interesante por su demostración de que un gen puede permanecer inactivo durante un período muy largo, incluso millones de años, dentro de la composición genética de innumerables generaciones. Los caracteres plesiomórficos no expresados en los genes pueden reactivarse sin previo aviso, creando así varias posibilidades de remodelación adaptativa.
Aunque tenga que ver con la genética, muchas veces se observa un atavismo desde un punto de vista morfológico, pues la interpretación de este tipo de fenómeno descubierto se hace con la ayuda de fósiles de estados ancestrales que demuestran que el carácter ha cambiado durante la evolución antes de reaparecer repentinamente. . Estas manifestaciones físicas proporcionan una mejor comprensión de los conceptos de un gen presente y expresado, un gen presente y no expresado y un gen faltante.
Si el registro fósil no ofrece una indicación de si ciertas malformaciones son atavismos o no, deben hacerse dos preguntas: ¿la presencia de la característica significaba que los antepasados poseían el rasgo? Y, ¿sugiere que los individuos de esta especie tienen el potencial de transmitirlo a las generaciones futuras?
En la naturaleza, existen muchos ejemplos de aparición de patas en vertebrados que las perdieron durante la evolución de su especie. Por ejemplo, ha habido casos de ballenas y serpientes con patas traseras. El término "atavismo espontáneo" se usa a menudo, pero no es del todo correcto, ya que un atavismo no aparecerá en un organismo que no pueda recibirlo. Aunque es asombroso ver una ballena con patas traseras, el esqueleto de este animal presenta una cintura pélvica muy reducida, subdesarrollada y no conectada a la columna vertebral, pero aún vestigial de una época en la que sus antepasados tenían una pelvis completa adherida a las extremidades traseras. como se ve en la Figura 1. Algunas ballenas barbadas también tienen un fémur vestigial, y es en las especies con estas partes óseas vestigiales más desarrolladas donde encontramos más casos de patas traseras en la etapa adulta. Estas extremidades varían de poco desarrolladas a muy bien formadas, y consisten en un fémur , tibia , peroné , a veces también algunos huesos del tarso , metatarsianos y falanges .
Al ser una variación de un gen heredado, los atavismos son transmisibles a la siguiente generación. El experimento del castillo de William Ernest en 1906 lo demuestra. Los primeros tetrápodos tenían siete dedos de manos y ocho dedos de los pies, y posteriormente se ha conservado un patrón de cinco dedos de manos y cinco dedos de los pies (numerados del I al V). Los conejillos de indias modernos tienen cuatro dedos en las patas delanteras y tres en las patas traseras. Falta el pulgar o el dedo gordo del pie (numerado I) de las cuatro extremidades y el dedo meñique (V) de las extremidades posteriores. Castle encontró un conejillo de indias con un dedo pequeño en la pata trasera izquierda. Muy imperfecto, este crecimiento no tenía músculos ni tendones, pero resultó ser un dedo en sí mismo y no una división del dedo IV. Castle hizo que los descendientes de este primer conejillo de indias se aparearan, eligiendo aquellos con el dedo meñique mejor desarrollado. En la quinta generación, obtuvo un conejillo de indias con un dedo meñique perfectamente desarrollado y funcional con huesos, músculos, nervios, vasos sanguíneos y uñas. En cada generación hubo una variación heterocrónica , el tiempo de desarrollo del hueso metatarsiano se prolongó en comparación con la generación anterior. Este estudio llevó a Castle a la conclusión de que el dedo supernumerario no se transmite de generación en generación como un rasgo recesivo simple , sino que cada gameto posee el gen del dedo meñique en desarrollo y lo transmite de forma no expresada a sus descendientes.
Experimentos mucho más recientes para inducir atavismos se han llevado a cabo, en su mayor parte, mediante manipulaciones a nivel embrionario. Según la cladística actual, el clado más cercano a los dinosaurios serían los pájaros. Desde hace varios años, muchos científicos vienen experimentando con especies de aves, principalmente pollos, con el fin de reactivar caracteres ancestrales atribuidos a los dinosaurios, como dientes, cola o incluso escamas de reptil. Uno de esos científicos es el biólogo evolutivo Arhat Abzhanov. A principios de la década de 2000, se interesó por primera vez en el gen que causa la formación del pico de un pájaro y luego en las diferentes señales moleculares necesarias para crear cada tipo de forma de pico. Al extinguirse los dinosaurios, utilizó un representante de otro taxón relativamente cercano a los dinosaurios, el de los cocodrilos. Al comparar la formación del hocico de un caimán y la del pico de un pollo a nivel embrionario, Abzhanov descubrió que las proteínas Sonic hedgehog (SHH), Bmp4 (responsable de la morfogénesis ósea) y el factor de crecimiento de fibroblastos 8 (FGF-8) ) tuvo un papel en ambos embriones justo antes de la aparición del hocico o el pico. El patrón de expresión de los genes del pico es más complejo en el ave, porque es un carácter derivado en comparación con el tipo plesiomórfico que es el hocico reptil. En resumen, Abzhanov inactivó los puntos de expresión en exceso en el embrión de los pollos para dejar solo aquellos que son homólogos en la formación del hocico del caimán. El experimento fue un éxito, el embrión de pollo desarrolló una estructura ósea muy similar a la del caimán. Por otro lado, los huevos no se pudieron estudiar una vez eclosionados, porque las regulaciones éticas que rodean los experimentos científicos no lo permiten.
Si el atavismo es la reactivación de un gen generalmente no expresado, el experimento de Abzhanov es en realidad para prevenir la expresión de un gen cuyo fenotipo se deriva del estado ancestral. Es el retorno a una característica ancestral por la inversión de la evolución, contrariamente a la ley de Dollo , y no por la reactivación de un gen latente. En 2002, el Departamento de Anatomía de la Universidad de Wisconsin fue mucho más allá. “Las aves modernas no tienen dientes. »Escriben al principio de uno de sus artículos. Las aves modernas no tienen dientes, pero sus primos dinosaurios cercanos no los tienen, como se muestra en la Figura 2. Al igual que Abzhanov, el investigador Matthew P. Harris y sus colegas observaron el desarrollo embrionario de un caimán y un pollo. Al manipular esencialmente las mismas moléculas, SHH, FGF 8 y Bmp 4, entendieron a qué nivel la señalización celular inducía la formación de dientes en el cocodrilo y cómo faltaba en los pollos. Al activar una proteína llamada β-catenina, el epitelio oral del embrión de pollo en una determinada etapa de desarrollo mostró crecimientos similares a los de la primera generación de dientes en el embrión de cocodrilo. Este tipo de manipulación voluntaria a nivel embrionario provoca la aparición de atavismos que no se basan en cambios genéticos y hereditarios. Los experimentos muestran la plasticidad del desarrollo en un embrión.
Cuando se trata de dinosaurios, el paleontólogo John R. Horner es sin duda uno de los investigadores más influyentes. Se le atribuyen varias teorías, tanto sobre el modo de vida como sobre la anatomía de estos reptiles extintos. Ha trabajado durante mucho tiempo para encontrar pruebas de que las aves son descendientes directos de los dinosaurios. Hans Larsson, paleontólogo e investigador de la Universidad McGill (Montreal) también se interesó por la embriogénesis de las aves desde el punto de vista de Horner, es decir, preguntándose cómo las aves han perdido ciertas características, los dinosaurios. En un artículo reciente en la revista EvoDevo , Larsson, Horner y varios otros investigadores explican cómo, a partir de dinosaurios con largas colas de reptil, las aves han adquirido una cola muy reducida a través de la fusión de varias vértebras caudales. Los cambios se producen en el patrón de señalización molecular y, para comprenderlos, estudiaron diferentes cambios provocados en un ratón que resultaron en la fusión de las vértebras caudales. Entender los mecanismos de señalización que generan o inhiben la formación de diferentes caracteres morfológicos en las aves lo haría posible, como explicó Horner durante una conferencia presentada por la fundación TED enmarzo 2011, una mejor comprensión de la biología evolutiva del desarrollo, y también para provocar la aparición de atavismos que recuerdan características presentes en los dinosaurios, pero perdidas en las aves modernas. En resumen, le gustaría crear un "chickenosaurus".
La velocidad de evolución de los órganos sexuales provoca problemas a nivel de identificación de carácter atávico ya que es muy rápida y dificulta la identificación de un carácter ancestral. Este es un problema importante, especialmente cuando se trata de comprender el atavismo sexual en Dermaptera . Las hembras de este orden, como muchos insectos , tienen órganos de reserva de esperma llamados espermatecas que les permiten elegir cuándo fertilizar sus óvulos. Sin embargo, la forma de este órgano varía mucho durante la evolución, lo que dificulta aún más la clasificación de estos insectos. Los machos tienen un sistema reproductivo más clásico pero con varios conductos eyaculadores y virgas (parte distal esclerificada del conducto eyaculador) que varían en número. Entonces, cuando observamos todas estas diferentes morfologías de órganos sexuales que pueden existir en individuos de una misma especie, podemos preguntarnos cuál es el carácter ancestral y ¿es la presencia de este personaje en la población una evidencia de atavismo en Dermaptera ?
En Dermaptera , la exposición a rayos gamma aporta información capaz de darnos una idea de la trayectoria evolutiva de las espermatecas . Así, Proreus simulans y Euborellia plebeja , especies de Dermaptera consideradas basales (la más simple de las tijeretas), fueron capturadas en Japón en 2004 y sometidas a un tratamiento con rayos gamma para intentar obtener mutaciones, espermatecas y conductos eyaculadores. Las ninfas se colocaron en bolsas de plástico con toallas de papel y luego se expusieron a rayos gamma que van desde 10,000 a 25,000 roentgen / h . Además, en un intento por mantener un entorno en el que se sientan cómodos y tengan la menor cantidad de factores externos que puedan sesgar los resultados, los investigadores intentaron replicar las condiciones de su entorno natural. Evidentemente, algunos insectos no fueron irradiados para que sirvan de base de comparación con otros, es el grupo el que se considera control.
Entonces, los investigadores observaron los genitales de ambos sexos bajo un microscopio óptico y notaron que los insectos de control hembra tenían una espermateca normal, es decir, no tiene ramificaciones, es delgada y tiene un conducto con una cápsula esclerificada (endurecida) en P. simulans ( Chelisochidae ) mientras que E. plebeja ( Anisolabididae ) simplemente no tiene cápsula. En las tijeretas de P. simulans irradiadas, las espermatecas tenían de una a tres ramas. Además, algunos tenían una cápsula esclerotizada, pero que no estaba conectada a ningún conducto, mientras que E. plebeja irradiada tenía espermatecas con hasta siete ramas. Además, algunas hembras han desarrollado dos espermatecas asimétricas, lo cual es anormal. Los machos de control de P. simulans tienen solo una virga, mientras que los de E. plebeja tienen dos. Sin embargo, cuando los primeros se exponen a los rayos gamma , algunos tendrán dos virgas, pero uno de ellos será más largo que el otro. En la segunda especie, no se observaron diferencias.
La exposición a los rayos gamma causa malformaciones del desarrollo en las ninfas que pueden ser hereditarias y, por lo tanto, causarán todas estas formas de sistemas reproductivos. Así, las espermatecas malformadas de estos Dermaptera son relativamente difíciles de explicar con certeza, pero seguramente tienen una base genética en este caso. En efecto, estas mutaciones inducidas respetan todas las condiciones para ser consideradas atávicas salvo la presencia o no de este carácter en los antepasados. Así, a pesar de que faltan varios datos, podemos eliminar las dos especies estudiadas de las especies consideradas basales, aunque no sean las más evolucionadas. Por lo tanto, el antepasado de la dermaptera aún no se ha identificado, pero es difícil suponer que esté presente en una población actual de tijereta . Sin embargo, la hipótesis es que este antepasado tenía múltiples aberturas de espermatozoides emparejadas lateralmente. Si esto es cierto, podemos decir que las hembras que han desarrollado dos espermatecas son atávicas ya que adquieren, de alguna manera, un carácter ancestral . Además, dado que los rayos gamma modificarán la expresión de un gen en lugar de crear un nuevo gen y una nueva forma, podemos decir que las espermatecas con ramas son caracteres plesiomórficos . De hecho, dada la persistencia de esta mutación, es posible decir que ya está presente en el genoma . Por tanto, el creciente número de ramificaciones en hembras irradiadas es una prueba más del atavismo. Además, en los machos, el antepasado seguramente tenía dos virgas y, por lo tanto, los P. simulans irradiados que desarrollaron dos virgas son otro caso de atavismo. Entonces, la pérdida de un virga se debe a la evolución.
Los procesos de ontogenia para organismos multicelulares aún están muy investigados, lo que empuja a analizar el desarrollo de plantas a partir de una semilla. Por lo tanto, nos interesará un proceso básico para el desarrollo, la androgénesis , también llamado embriogénesis del polen. Este fenómeno implica que las semillas de polen se dividirán de manera casi inmortal, es decir casi infinitamente cuando se encuentren en las condiciones de cultivo adecuadas para alcanzar la etapa de plantas adultas. Los genes y moléculas detrás de este proceso son bien conocidos, sin embargo, el origen del proceso sigue siendo poco estudiado. Entonces, uno puede preguntarse cuál es la explicación biológica detrás de la androgénesis y por qué solo ciertas microesporas pueden responder favorablemente a este proceso.
Algunos investigadores han propuesto la hipótesis de que la androgénesis es solo un ejemplo de totipotencia , ya que permite la creación de una planta adulta a partir de una célula. Sin embargo, las semillas de polen son células muy especializadas y, por lo tanto, no pueden formar parte de las células totipotentes aunque algunas células somáticas de las plantas sean totipotentes . Además, lo que complica aún más este fenómeno de androgénesis es el hecho de que en algunas plantas este proceso ocurre con bastante frecuencia a pesar de la complejidad del grano de polen. Además, en algunos casos es más fácil modificar los granos de polen que los tejidos somáticos de las plantas, nuevamente en contra de la suposición de que la androgénesis es una forma de totipotencia. Entonces, la androgénesis se debe seguramente a un proceso biológico diferente de la embriogénesis somática, que depende de la totipotencia.
Además, en las solanáceas es muy fácil inducir la androgénesis. Para unos basta con añadir minerales y sacarosa al cultivo, mientras que para otros no es necesario añadir ningún producto y mucho menos hormonas. Entonces, aunque no se necesitan hormonas para inducir la androgénesis, el estrés, el procesamiento de semillas antes del crecimiento, la temperatura, los productos químicos o la nutrición pueden desempeñar un papel en la inducción de este fenómeno.
Ahora que podemos descartar la posibilidad de que la totipotencia explique la androgénesis, lo que mejor puede explicar este fenómeno es el atavismo. De hecho, los caracteres atávicos pueden aparecer en determinadas condiciones como el estrés, la falta de nutrientes o los choques térmicos. Además, estos factores también son responsables de la androgénesis. Para verificar el atavismo en las angiospermas , debemos remontarnos a su antepasado que probablemente sea un pteridofito con una forma similar a un árbol que produce esporas para la reproducción. Sus esporas son similares a las de las angiospermas, sin embargo, los gametos masculinos eran multiflagelados. Así, con la simplificación de la reproducción en las angiospermas , se produce una reducción del número de células de los gametos masculinos que pasan de un estado multicelular a un solo grano de polen. Entonces, uno podría pensar que el polen androgénico es simplemente el resultado de la expresión de un gen irritado arcaico del ancestro de las angiospermas que se expresa solo cuando las condiciones son óptimas para su reaparición.
Las hojas de la morera blanca normalmente tienen bordes dentados, pero en algunos casos pueden ser lobuladas. Estas hojas lobuladas son características de las hojas de higuera que están filogenéticamente relacionadas con la morera blanca. Entonces, podemos considerar este cambio como atávico, porque seguramente se debe a un gen que proviene de un ancestro común entre las dos especies .
El término se utiliza con frecuencia en una psicológica sentido para designar, más o menos bien fundada, ya menudo de mala parte, una innata predisposición a ciertos comportamientos, en rebeldes particulares: algunos criminólogos del XIX e siglo (particularmente Cesare Lombroso ) por lo tanto adjunta ellos mismos para demostrar la existencia de atavismo criminal en determinadas personas o categorías de personas.
También hablamos en materia social de atavismo para matizar ciertos resurgimientos de cosas de las que creíamos deshacernos, como la reaparición de movimientos de inspiración nazi en Alemania , o la elección de diferentes estilos de vida y un nivel tecnológico o cultura considerada tardía, incluso. atrasadas o primitivas, como las personas que eligen vivir en chozas en terrenos no edificables, la reaparición de cultos de religiones desaparecidas, especialmente paganas ( neopaganismo ), o la forma de vida y violencia de algunos humanos en una situación de supervivencia.