La plasticidad fenotípica se refiere a algunos de los cambios en el comportamiento, la morfología y la fisiología de un organismo en respuesta a un entorno único. [1] [2] Fundamental para la forma en que los organismos afrontan la variación ambiental, la plasticidad fenotípica abarca todo tipo de cambios inducidos ambientalmente (por ejemplo, morfológicos , fisiológicos , conductuales , fenológicos ) que pueden o no ser permanentes a lo largo de la vida de un individuo. [3]
El término se usó originalmente para describir los efectos del desarrollo sobre los caracteres morfológicos, pero ahora se usa más ampliamente para describir todas las respuestas fenotípicas al cambio ambiental, como la aclimatación ( aclimatación ), así como el aprendizaje . [3] El caso especial en el que las diferencias en el entorno inducen fenotipos discretos se denomina polifenismo .
Generalmente, la plasticidad fenotípica es más importante para los organismos inmóviles (por ejemplo, las plantas ) que para los organismos móviles (por ejemplo, la mayoría de los animales ), ya que los organismos móviles a menudo pueden alejarse de entornos desfavorables. [4] Sin embargo, los organismos móviles también tienen al menos cierto grado de plasticidad en al menos algunos aspectos del fenotipo . [2]Un organismo móvil con una plasticidad fenotípica sustancial es Acyrthosiphon pisum de la familia de los pulgones , que exhibe la capacidad de intercambiar entre reproducción asexual y sexual, así como el crecimiento de alas entre generaciones cuando las plantas se vuelven demasiado pobladas. [5]Pulgas de agua ( Daphnia magna) han demostrado tanto plasticidad fenotípica como la capacidad de evolucionar genéticamente para hacer frente al estrés por calor de las aguas más cálidas de los estanques urbanos. [2]
La plasticidad fenotípica en las plantas incluye el momento de la transición de la etapa de crecimiento vegetativo a la reproductiva, la asignación de más recursos a las raíces en suelos que contienen bajas concentraciones de nutrientes , el tamaño de las semillas que produce un individuo dependiendo del medio ambiente, [7] y la alteración de la forma, tamaño y grosor de las hojas . [8] Las hojas son particularmente plásticas y su crecimiento puede verse alterado por los niveles de luz. Las hojas que crecen bajo la luz tienden a ser más gruesas, lo que maximiza la fotosíntesis con luz directa; y tienen un área más pequeña, lo que enfría la hoja más rápidamente (debido a una capa límite más delgada). Por el contrario, las hojas que crecen a la sombra tienden a ser más delgadas, con una mayor superficie para capturar una mayor cantidad de luz limitada. [9] [10] Los dientes de león son bien conocidos por exhibir una plasticidad considerable en su forma cuando crecen en ambientes soleados versus sombreados. Las proteínas de transporte presentes en las raíces también cambian según la concentración del nutriente y la salinidad del suelo. [11] Algunas plantas, Mesembryanthemum crystallinum, por ejemplo, pueden alterar sus vías fotosintéticas para utilizar menos agua cuando sufren estrés por agua o sal. [12]
Debido a la plasticidad fenotípica, es difícil explicar y predecir los rasgos cuando las plantas crecen en condiciones naturales a menos que se pueda obtener un índice ambiental explícito para cuantificar los ambientes. La identificación de índices ambientales explícitos de períodos críticos de crecimiento que estén altamente correlacionados con el tiempo de floración del sorgo y el arroz permite realizar tales predicciones. [6] [13] Se están realizando trabajos adicionales para apoyar a la industria agrícola, que enfrenta graves desafíos en la predicción de la expresión fenotípica de los cultivos en entornos cambiantes. Dado que muchos cultivos que sustentan el suministro mundial de alimentos se cultivan en una amplia variedad de entornos, la comprensión y la capacidad de predecir el genotipo del cultivo mediante la interacción ambiental serán esenciales para la futura estabilidad alimentaria. [14]