Gallinas: Genética del color de las gallinas (I)

Conocer estos mecanismos, así como conocer cuáles son las características del color que se heredan y cómo se expresan es el punto de partida para formar, de manera planificada y sabiendo lo que estamos haciendo, una nueva variante racial o la síntesis de una nueva raza.

Localización de la información genética

Al igual que los edificios, que están formados por la unión de unos elementos pequeños, que son los ladrillos, los seres vivos también están constituidos por la unión de unos elementos microscópicos, a los que denominamos células.

La célula es la parte más pequeña de un ser vivo que tiene vida propia. Cada célula está formada por un conjunto de orgánulos, de los que uno de ellos es el núcleo. El núcleo contiene otros orgánulos que son los cromosomas, los cuales contienen la información genética.

Los cromosomas están repetidos, uno es de origen paterno y el otro es de origen materno, de ahí que hablamos de pares de cromosomas. Siempre hay un par que en un sexo no está repetido. Estos son los cromosomas sexuales. En el caso de las aves, el macho tiene dos cromosomas sexuales idénticos y la hembra los tiene diferentes. Los cromosomas sexuales se simbolizan como Z ó W. El gallo tiene dos Z (ZZ) y la gallina tiene un Z y un W (ZW). A los caracteres, cuya información genética reside en estos cromosomas, les denominamos caracteres ligados al sexo.

El cromosoma está formado, como un ovillo, por el enrollamiento de un filamento que es una sustancia química que conocemos como ADN (ácido desoxirribonucleico). El orden como van apareciendo unidas de forma repetitiva, cuatro sustancias químicas determinan el código genético y por la tanto las instrucciones de cómo deben ser los caracteres, por ejemplo el color del plumaje. Dicho de otra forma, determinan qué sustancias se deben sintetizar para formar la pluma y por lo tanto su color.

Un individuo de la especie Gallus domesticusposee, en el núcleo de sus células, 78 pares de cromosomas, 39 de origen materno y 39 de origen paterno. 

Transmisión de la información genética

Como cualquier animal, los gallos y las gallinas están dotados de unos órganos, cuya función entre otras, es la de producir elementos capaces de transportar y transmitir su información genética. Estos órganos, en el gallo son los testículos y en la gallina los ovarios.

Siguiendo, la ilustración 2, en los testículos encontramos unas células, que denominamos espermatogonias, que se multiplican de una forma especial, dando lugar a los espermatozoides. Cada espermatogonia produce cuatro espermatozoides. El espermatozoide es una célula con cola (flagelo) y especial, en el sentido que sólo recibe la mitad de los cromosomas de la espermatogonia. En su formación, la espermatogénesis, los cromosomas repetidos se separan en espermatozoides distintos.

En los ovarios están las ovogonias que a través de la ovogénesis se producen los óvulos y al igual que los espermatozoides estos tienen la mitad de cromosomas que una célula normal, los repetidos se separan en óvulos distintos.

En el apareamiento (cópula), siguiendo la ilustración 2, el gallo introduce el semen, los espermatozoides, en el oviducto de la gallina. Cuando un espermatozoide coincide con un óvulo perfora su membrana e introduce sus cromosomas en el interior del óvulo. A ello le denominamos fecundación y podemos observar que en este momento se juntan la mitad de los cromosomas de la madre con la mitad de los del padre. Queda constituida una nueva célula que se encapsula en un huevo y una vez puesto, con la incubación, esta célula, se va multiplicando, diferenciando y dando lugar a un pollito, a una nueva gallina o gallo en último término.

Gen, locus y alelo

A un trozo del filamento de ADN que forma un cromosoma, que lleva información de cómo debes ser un carácter le denominamos gen y al lugar que ocupa en el cromosoma le llamamos locus.

Un gen puede presentar variantes. A las variantes de un gen las denominamos alelos. Por ejemplo, el gen que determina el color de piel en los pollos conocemos dos alelos, uno tiene información para producir piel blanca y el otro piel amarilla.

Alelos dominantes, recesivos y codominantes

Queda claro que la información genética para como debe ser una característica, un color en lo que nos ocupa, está repetida. Un individuo puede tener la misma o distinta información en ambos cromosomas, alelos idénticos o alelos distintos. De ser distintos, puede ocurrir que sólo se manifieste uno de los alelos. En este caso llamaremos dominante al que se manifiesta y recesivo al que no se manifiesta. Otras veces pueden manifestarse ambos y dan lugar a un color intermedio, por ejemplo. En este caso los alelos son codominantes.

Volviendo al caso del color de la piel en los pollos tenemos que si el individuo es portador de los dos alelos que hemos indicado sólo manifiesta el color blanco. Así que diremos que el alelo para blanco es dominante y el alelo para amarillo es recesivo.

Hay un gen que inhibe la expresión del color negro dando lugar a un blanco ceniciento. Este gen tiene dos alelos, el que permite la expresión y el que la inhibe. Cuando un pollo es portador de ambos, la inhibición no es total, el animal no es ni negro, ni blanco, es gris azulado. Así, estos alelos son codominantes.

Genotipo y fenotipo

Ya hemos visto que para todo carácter un individuo recibe información materna y paterna. La información total (paterna+materna) que hereda la denominamos genotipo. Pero también hemos visto que para un  carácter puede haber distintos alelos, y pueden estar presentes dominantes y recesivos, de manera que toda la información recibida no se manifiesta, por lo que llamamos fenotipo a la que se manifiesta.

Volviendo al color de la piel del pollo y al ejemplo que hemos puesto sobre un individuo que tiene los alelos para piel amarilla y piel blanca diremos que el genotipo es blanco y amarillo (información que tiene) y el fenotipo es blanco (información que manifiesta).

Homocigoto (raza pura) y heterocigoto

Cuando un individuo, para un carácter, ha recibido información idéntica por vía materna y paterna decimos que es homocigoto o raza pura. Así que denominaremos homocigoto a aquel gallo o gallina que para un carácter concreto  tiene los mismos alelos. Si los alelos son distintos diremos que es heterocigoto.

Notaciones y símbolos genéticos

Los genes son representados por letras individuales, parejas de letras y raramente con tres letras. Los alelos dominantes se designan con una letra mayúscula y si se utilizan varias letras se escribe mayúscula la primera. Para los recesivos se utilizan letras minúsculas. Al alelo silvestre se le simboliza con un signo [+] como superíndice. El alelo silvestre es el que está presente en el animal en estado salvaje. En domesticidad es cuando, si  aparecen, se pueden fijar más fácilmente las variantes de un gen, sus alelos.

El genotipo de un individuo, para un carácter, es representado por el símbolo de cada uno de los alelos de que sabemos que es portador.

Volviendo al gen del color de la piel del pollo tenemos que el alelo para color blanco se simboliza por (W⁺) y el alelo para color amarillo por (w). Vemos pues, como queda dicho, que el que determina el color blanco es dominante y además es el silvestre y el que determina el amarillo es recesivo. El genotipo de este animal para el color de piel lo escribiremos así (W⁺/w) y esto nos indica que es un pollo de piel blanca, pero portador del color piel amarilla, que podrá transmitir a su descendencia. Si el pollo fuera de piel blanca pero desconociéramos si el otro alelo es para blanco o amarillo escribiríamos un guión en su lugar (W⁺/-). En este caso sabemos que uno de los alelos es para piel blanca, pero no sabemos si es homocigoto o heterocigoto. Ya para completar, el homocigoto o raza pura para piel blanca lo escribiríamos (W⁺/W⁺) y el homocigoto para piel amarilla (w/w).

Mecanismos de la herencia biológica

Nos centraremos en  la herencia de un solo carácter. Veremos el cruce de dos homocigotos o razas puras para un carácter cuyo gen tiene alelos dominantes y recesivos.  Después un caso cuyos alelos tienen codominancia. Y finalmente lo veremos cuando los genes están en los cromosomas sexuales. Continuaremos con algunos ejemplos a los que ya nos hemos referido a lo largo del artículo. 

Caso de dominancia completa

Vamos a imaginar que tenemos un gallo de piel blanca (patas blancas), que sabemos es raza pura, es decir homocigoto W⁺/W⁺. Lo vamos a cruzar con una gallina de pata amarilla, que necesariamente es w/w. En la figura 1 representamos el cruce, lo que puede acontecer desde el apareamiento hasta que nacen los pollitos y los resultados esperados del cruce.

Observemos que en la espermatogénesis del gallo, como se ha dicho, se separan los cromosomas repetidos (homólogos). A cada espermatozoide va uno de les cromosomas con el gen para color de patas, en este caso con el alelo W⁺. En la ovogénesis de la gallina se separa un cromosoma con el alelo w en cada óvulo. 

En la fecundación, cada espermatozoide introduce el alelo W⁺en el óvulo donde se junta con el w y se forma una célula primigenia W⁺/w para el color de pata. De manera que se dará lugar a un pollito con este genotipo y que por la dominancia de W⁺tendrá las patas blancas.

En la figura 2 simulamos el cruce de los animales obtenidos en la figura 1, que conocemos como F1 (primera generación filial) y obtenemos la F2 (segunda generación filial). Obsérvese como en la descendencia se espera un 25% de individuos con pata amarilla, pero el 75% vuelve a tener las patas blancas, y sólo será homocigoto o raza pura 1/3, los 2/3 restantes serán heterocigotos sin posibilidad de identificar los unos y los otros si no se realiza un cruce de prueba, que consistiría en cruzarlos con los de pata amarilla para ver si obtenemos o no descendientes con pata amarilla, en cuyo caso serían heterocigotos W⁺/w.

Caso de codominancia, dominancia incompleta o herencia intermedia

En las gallinas existen varios genes cuya acción se traduce en una dilución de la coloración del plumaje. Tal es el caso del gen Bl “blue” que actúa diluyendo el color negro. Este es alelo del bl⁺, recesivo, que en homocigosis permite la expresión del color negro.

Cuando Bl está presente sólo en un cromosoma, está por tanto una dosis de dos posibles, la dilución es a medias y el color negro se transforma en gris azulado. Pero si se halla en homocigosis, es decir en dos dosis, Bl/Bl el color negro se transforma en blanco ceniciento.

Imaginemos ahora que cruzamos un gallo blanco ceniciento, por tanto Bl/Bl, con una gallina negra bl⁺/bl⁺. En la figura 3 esquematizamos el cruce. La descendencia híbrida será gris azulada, pero obsérvese que a diferencia de lo que ocurría en la figura 1, ningún descendiente se parece a ningún progenitor.

Si cruzamos un gallo con una gallina de esta (F₁) primera generación, lo que esquematizamos en la figura 4, podemos ver que esperamos un 25% de descendientes  blanco cenicientos Bl/Bl, un 50% gris azulados Bl/bl⁺ y un 25% negros bl⁺/bl⁺. Obsérvese que en este caso a diferencia de lo que ocurría en la figura 2 somos capaces de distinguir los homocigotos de los heterocigotos por el fenotipo.

Herencia ligada al sexo

Ya hemos hablado de los cromosomas sexuales y como se simbolizan. Sabemos que el gallo es ZZ y la gallina ZW. La herencia ligada al sexo hace referencia a los genes que se sitúan en el cromosoma Z. Puede verse que para estos genes el gallo podrá ser homocigoto o heterocigoto, al igual que para los que están en los otros cromosomas, pero la gallina siempre tendrá una única representación de estos genes.

Nos referiremos a este tema basándonos en un ejemplo sencillo y un carácter bien conocido. Vamos a considerar el gen barrado (B), que es dominante incompleto y ligado al cromosoma sexual Z. Su alelo silvestre recesivo se designa por b⁺.

Vamos a ver qué ocurre si cruzamos un gallo negro no barrado raza pura, que simbolizamos por Z^b+Z^b+  con una gallina negra barrada raza pura que simbolizamos por Z^BW. En este caso en la simbolización escribimos el cromosoma sexual con el gen como superíndice. En la figura 5 hemos esquematizado el cruce y los resultados esperados del mismo. Obsérvese que en la F₁todos los gallos son barrados heterocigotos y todas las gallinas aparecen sin barrado. El gen barrado de la madre ha sido transmitido a los hijos macho y los que han recibido el cromosoma sexual Z del padre sin barrado han sido las hijas. 

Consideremos ahora que el gallo es negro barrado raza pura Z^BZ^B y que la gallina es negra no barrada raza pura Z^b+W. En la figura 6 simulamos el cruce y podemos ver que en la F₁todos los descendientes, tanto gallos como gallinas serán barrados, pero los gallos serán heterocigotos, como en el caso anterior, pero las gallinas, aunque con una sola dosis del alelo B como los g

allos, deberemos considerarlas puras porque el único cromosoma Z que tienen es portador de dicho alelo.

Textos del profesor Amadeu Francesch para la revista AVIOCIO (número 9)