Genética de tronos (X). Canción de fuego. Daenerys y la resistencia al fuego

Parece que fue ayer cuando le mandé a Irreductible un correo para proponerle esta serie de colaboraciones en Naukas sobre la Genética de Juego de tronos, y hoy, casi sin darnos cuenta, 11 semanas después, llegamos al último capítulo, lo cual también significa que la cuarta temporada de la serie ha acabado. Con muchas ganas de ver el 4×10 de Juego de tronos, lo que seguramente ocurrirá esta tarde, vuelvo a mezclar en esta entrada Ciencia con magia, genética con dragones y personajes de ficción con el mundo real, y vuelvo a publicar un problema enmarcado en el mundo de los Siete Reinos de Poniente.

Si la semana pasada hablábamos del frío y de los Caminantes blancos y subtitulábamos la entrada “Canción de hielo“, hoy toca completar con “Canción de fuego” y de nuevo le toca el turno a Daenerys Targaryen, uno de mis personajes favoritos, que nos servirá de guía para poner el broche final a esta serie de entradas.

Como no, advertir a los no-lectores de la saga de Martin, o a aquellos que todavía no han visto la serie, que no lean los problemas, ni los originales ni los nuevos, puesto que puede haber spoilers. Quede ahí la advertencia y comenzamos ya con el último post de Genética de tronos.

Capítulo 10. Canción de fuego. Daenerys Targaryen y la resistencia al fuego.

Se ha discutido mucho sobre si Daenerys Targaryen es inmune al fuego o no, y ya hablábamos de ello en el capítulo 4, donde contamos como Danny entró en la pira funeraria de su marido Khal Drogo y salió indemne, tan solo con el pelo chamuscado. Muchos fans hablan de que ha sido inmune al fuego puntualmente y solo en esta ocasión, por efecto de la magia que produjo también el nacimiento de los dragones, y que si lo hiciera de nuevo acabaría convertida en cenizas como cualquier persona normal, incluso el creador de la saga George R. R. Martin, ha confirmado esta información. Pero vamos a hacernos a la idea de que la inmunidad al fuego de la Madre de dragones es una cuestión genética y es provocada por un alelo dominante pero raro y escaso, que solo aparece en pocas ocasiones en la familia Targaryen, lo que ellos llaman “ser de la sangre del dragón“, que se traduce en pelo rubio platino o plateado, ojos violetas y alta resistencia al fuego. En la serie de televisión, una escena en la bañera de Daenerys resistiendo estoicamente el agua hirviendo, nos adelantaba que además del pelo y los ojos Danny, efectivamente, es de la sangre del dragón.

Viserys y Daenerys antes de entrar en un baño hirviendo. Fuente
Viserys y Daenerys antes de entrar en un baño hirviendo. Fuente

En el capítulo 5 hablamos de la dominancia incompleta y de la codominancia, aprovechando la historia de Bran y los arcianos, y comentamos muy por encima casos como la herencia de los grupos sanguíneos o de los colores de las flores de los dondiegos de noche y las camelias, pero existen otros conceptos en genética que ayudan a explicar como se expresan los genes y que tienen algo que ver con la herencia incompleta. Se trata de la penetrancia y la expresividad.

La penetrancia genética en una población indica la proporción de individuos que expresan un determinado fenotipo, entre todos los que presentan un genotipo concreto. Para calcular la penetrancia debemos fijarnos en el número de individuos con dicho genotipo y dividirlo por el número total de individuos que presentan el fenotipo. Usando el ejemplo de la resistencia al fuego de los Targaryen, como es difícil hacer un test genético en la época en la que viven, podemos fijarnos en el número de individuos que tienen los rasgos Targaryen (pelo plateado y ojos violeta) y contar cuantos de ellos son resistentes al fuego. Haciendo la división de los resistentes al fuego entre los que tienen pelo plateado y ojos violeta, obtendremos un valor que si está por debajo del 1 nos indicará que esa característica tiene una penetrancia incompleta. Solamente si coinciden al 100 % hablaremos de penetrancia total o completa.

Penetrancia completa e incompleta. Fuente
Penetrancia completa e incompleta. Fuente

En el mundo real nos encontramos que, por ejemplo, la enfermedad de Huntington, tiene una penetrancia del 95%, (aunque este dato depende de la edad del paciente y del número de repeticiones del triplete de nucleótidos CAG), lo que quiere decir que un 5% de las personas con el genotipo que la produce no desarrollará los síntomas típicos de la enfermedad. Al final del post, en el problema, haremos algunos cálculos al respecto sobre la penetrancia de la resistencia al fuego Targaryen. Las causas que producen que un genotipo no exprese el fenotipo que se espera de él pueden ser múltiples y entre ellas nos encontramos la presencia de otros genes que modifican la expresión de éste, como ocurre con las epistasias o con los genes supresores, y la influencia del ambiente, como explicamos en el capítulo 8 de Genética de tronos con el ejemplo de la epigenética y la psicopatía en las familias Bolton y Lannister.

Pero probablemente, y según lo que nos ha ido contando el autor, lo que ocurre con la resistencia al fuego de esta familia noble de Poniente no tiene que ver con la penetrancia, que hace referencia a la posesión o no de dicha resistencia en cada uno de los personajes Targaryen, sino que parece ser que tienen más o menos resistencia al fuego, por lo que estaríamos hablando de la expresividad de un gen, y no de la penetrancia. La penetrancia se refiere a la presencia o ausencia de un determinado fenotipo, mientras que la expresividad se refiere al grado de expresión de dicho fenotipo. Al igual que antes, las causas para que se modifique la expresividad de un gen la podemos encontrar tanto en el resto del genoma como en los factores ambientales.

Expresividad total y expresividad variable. Fuente
Expresividad única y expresividad variable. Fuente

Ejemplos de niveles de expresión de un gen variables los podríamos encontrar en cualquier gen productor de una enfermedad que pueda ocasionar síntomas graves en un individuo, leves en otros e incluso individuos no afectados por ella. También nos sirve el ejemplo de animales con un gen que produce manchas que varían tanto de tamaño en uno y otros hasta hacer que el animal parezca totalmente de ese color. El ejemplo de las manchas de los perros de raza beagle, cuyas variaciones están producidas todas el gen SP, ilustra perfectamente como varía el fenotipo según la expresividad de dicho gen.

Fenotipos producidos por la expresividad variable de un gen en la raza beagle. Fuente
Fenotipos producidos por la expresividad variable de un gen en la raza beagle. Fuente

En el caso que estamos tratando, la resistencia al fuego, podría tratarse de un alelo que es dominante sobre otro, y que da la condición de resistencia parcial al fuego, por lo que no se expresa completamente, haciendo falta un segundo alelo dominante para que la expresión sea totalmente efectiva. Una explicación sencilla para esto es que el alelo dominante codificara para la síntesis de una determinada proteína, mientras el recesivo no, pero la cantidad de proteínas que se podría producir con un solo alelo dominante sería insuficiente para que se llevara a cabo correctamente su función, es decir, estas proteínas termoprotectoras estarían presentes, pero en un número bajo que haría que la resistencia al fuego fuera solo parcial. Haría falta pues un segundo alelo dominante para que se sintetizara el número suficiente de proteínas que permitirían al personaje ser completamente resistente al fuego.

Daenerys y su resistencia al fuego. Fuente
Daenerys y su resistencia al fuego. Fuente

¿Pero en el mundo real existen seres vivos que puedan resistir el fuego y sobrevivir? Pues en el mundo animal nos tenemos que ir a los tardígrados, ya mencionados en el capítulo anterior, que también tenían una gran resistencia al frío, ya que estos pequeños “osos de agua“, son capaces de sobrevivir a temperaturas de hasta 150º C. La resistencia la consiguen gracias a la criptobiosis que es un estado de latencia del animal, en el que no se llevan a cabo los procesos metabólicos o estos están a un nivel mínimo, lo cual se traduce en la resistencia de los organismos a condiciones ambientales extremas. No he encontrado referencias concretas de la resistencia al fuego de estos animales, pero supongo que no podrían resistir los 800º C que se pueden alcanzar en una hoguera, aunque si hubiera un ser que pudiera hacerlo la cosa estaría entre ellos y las llamadas bacterias hipertermófilas, habitualmente pertenecientes al dominio Archaea y capaces de sobrevivir en fumarolas hidrotermales o en aguas termales a temperaturas entre 80 y 150º C. El límite de los 150º C viene dado porque la temperatura a la que se desnaturaliza el ADN es variable y aunque comience aproximadamente a partir de los 80º C, si las condiciones revierten, el ADN puede volver a renaturalizarse, por lo que sería la continuidad de este aumento de temperatura hasta unos 150º C lo que produciría que se desnaturalizaran todas las moléculas, al separarse la doble hélice que constituye el ADN.

Infografía sobre los tardígrados. Fuente
Infografía sobre los tardígrados. Fuente

En Juego de tronos, son los dragones los que mejor ejemplifican esta resistencia al fuego, que ya comentamos por encima en el capítulo 7, ya que al tener la capacidad de producir fuego a partir de su aparato digestivo, deben tener algún revestimiento interno que les da protección contra su propio fuego, y su cuerpo, cubierto de escamas fuertes y resistentes también soporta sin problema las altas temperaturas que se dan en un incendio, aunque en la guerra llamada Danza de dragones se nos relatan terribles enfrentamientos entre dragones que terminan con alguno de ellos muerto por el fuego. Es de suponer que las temperaturas que alcanza el fuego de un dragón son mucho más elevadas que las que produce una simple hoguera. Es una lástima o una suerte que los dragones no tengan una contrapartida real en nuestro mundo.

Fuego de dragón en las arenas de Mereen. Fuente
Fuego de dragón en las arenas de Mereen. Fuente

Pero si nos vamos al reino vegetal, es todavía más sencillo encontrar ejemplos de seres vivos con resistencia al fuego, y no son pocas las plantas que tienen estupendas adaptaciones para sobreponerse a un incendio forestal. De esta manera nos encontramos con características que son representativas de lo que podríamos llamar plantas de baja combustibilidad y entre ellas están:

Presencia de hojas con un alto contenido en agua. El hecho de que la hoja de una planta no se queme hasta que prácticamente haya perdido toda el agua que contiene, hace que a mayor contenido en agua, más resistencia tiene dicha planta al fuego. Como muestra podríamos citar a las plantas de hojas suculentas como los cactus.

Presencia de hojas anchas, gruesas y lisas. Las hojas finas y más estrechas, del tipo de las acículas de los pinos, suelen ser más inflamables que las hojas gruesas y anchas, debido a la cantidad de superficie expuesta con respecto al volumen total de la hoja, ya que tienen menos tejido vegetal y por tanto menos agua que les sirva de protección contra el fuego.

Distribución de las ramas de manera poco densa y abierta, que si además va acompañada de un numero pequeño de hojas, contribuirá de manera efectiva a la baja combustibilidad.

Árboles caducifolios. Por las mismas razones descritas anteriormente y por el hecho de perder sus hojas en invierno este tipo de árboles es menos combustible que los de hoja perenne.

Ausencia de resinas, aceites y ceras en sus hojas y ramas. Debido a que normalmente estos compuestos suelen ser bastante inflamables, el hecho de que la planta los produzca en poca cantidad y que estos no impregnen sus hojas y ramas hace que disminuya la combustibilidad.

Características de las plantas de baja combustibilidad. Fuente
Características de las plantas de baja combustibilidad. Fuente

En el clima mediterráneo, y por comparación es muy probable que pase lo mismo en lugares como Dorne o algunas zonas de Essos en el mundo de Juego de tronos, que son regiones caracterizadas por veranos muy calurosos y secos, el fuego es un agente modelador natural, por lo que la vegetación puede presentar adaptaciones como las que acabamos de comentar para sobrevivir a éste.

Las plantas con características como las anteriores, capaces de resistir al fuego, se conocen con el nombre de plantas pirófitas, y entre ellas se encuentran plantas suculentas como la pita (Agave americana) y árboles con cortezas gruesas y porosas que hacen de aislante contra el fuego y les permite sobrevivir prácticamente intactos a un incendio, como ocurre con muchas especies de pino (Pinus sp.) y con los alcornoques (Quercus suber). Los centinelas y los aurocorazones que existen en Poniente son árboles de los cuales se describen algunas características, pero no sabemos si tendrán cortezas que les confieran resistencia al fuego, porque no se ha especificado a este nivel en su descripción en los libros.

Dehesa mediterránea con alcornoques. Fuente
Dehesa mediterránea con alcornoques. Fuente

Muchas plantas del bosque mediterráneo tienen la capacidad de rebrotar tras un fuego, como son el lentisco (Pistacia lentiscus), el enebro (Juniperus oxycedrus), el madroño (Arbutus unedo), el brezo (Erica arbórea), el labiérnago (Phillyrea sp.), la retama (Retama sphaerocarpa), la aulaga (Genista scorpius), la encina (Quercus ilex), el quejigo (Q. faginea), el melojo (Q. pyeranica) y la coscoja (Q. coccifera), además de numerosas plantas herbáceas. Estos rebrotes aprovechan también el aporte adicional de nutrientes que hay en el suelo tras el incendio, además de las mejores condiciones de luminosidad que quedan en la zona. La competencia por el agua también disminuye, debido a que en el incendio han desaparecido las plantas que no tienen resistencia al fuego.

Alcornoque rebrotando. Fuente
Alcornoque rebrotando tras un incendio. Fuente

Otra estrategia para resistir al fuego es la que utilizan ciertas plantas con capacidad de brotar tras el paso del fuego. Son plantas pirófitas que pueden brotar a partir de bulbos como Ophris lutea, o también germinar a partir de semillas, como la jara pringosa (Cistus ladanifer), en ambos casos tras haber sufrido un incendio. La jara de hecho arde rápidamente debido a las resinas que produce, pero el fuego hace estallar sus frutos esparciendo las semillas por la zona quemada que ha quedado apta para la germinación de estas y libre de competidoras. En el caso de los pinos el fuego hace que las piñas estallen, dispersando los piñones en todas direcciones sin haber sufrido daño, debido a la gruesa cubierta que tienen dichas semillas. El fuego facilita la apertura de los conos de las especies del género Pinus a partir de 100º C y hasta los 200º C, dependiendo del tiempo de exposición, estando mientras tanto los piñones protegidos dentro de la piña. Tras conocer estas estrategias podemos hacer un símil con el episodio de la pira funeraria de Drogo, mencionada antes, en la que el fuego actuó de catalizador para que los huevos de dragón eclosionarán, cual semilla germinando. Podríamos decir que son huevos pirófilos.

Daenerys observando la pira funeraria de Khal Drogo. Fuente
Daenerys observando la pira funeraria de Khal Drogo. Fuente

Pero el fuego no solo es beneficioso para ciertas especies vegetales por su capacidad de regeneración de los bosques, sino que hay numerosos estudios que concluyen que varias especies animales se benefician de los incendios, como es el caso de hormigas, escarabajos, saltamontes, muchas aves e incluso murciélagos. Evidentemente esto no es así para la mayoría de las especies, ya que una incendio puede tener efectos devastadores sobre diversas especies que habitan en los bosques, no sólo por la muerte directa, sino también por otros efectos más duraderos como el estrés y la desaparición de hábitats, territorios, guaridas y alimento.

Incendio forestal. Fuente
Incendio forestal. Fuente

Podemos concluir que el fuego juega un papel decisivo en la estructura y dinámica de algunos ecosistemas, como los mediterráneos, de la misma manera que en el delicado equilibrio entre la Ciencia y la magia en el mundo de Juego de tronos. Que le pregunten a Melisandre de Asshai, acostumbrada a usar el fuego en su beneficio, ya que es capaz de ver en él, o al menos eso afirma, las visiones que le manda R´hllor, el dios opuesto al Gran Otro del que hablamos en el capítulo anterior. O que se lo pregunten a los Targaryen, cuyo lema no es otro que “Fuego y sangre“, aludiendo tanto al poder de sus dragones, como a la resistencia al fuego que ellos tienen por “ser de la sangre del dragón“.

Blasón de la casa Targaryen. Fuente
Blasón y lema de la casa Targaryen. Fuente

Problema 20

Volvamos entonces a Daenerys para ejemplificar algunos de los conceptos mencionados anteriormente. Su fenotipo en cuestión de resistencia al fuego es que Danny es totalmente inmune, por lo que podríamos deducir que esta inmunidad viene dada por la producción de una cantidad adecuada de una proteína antitérmica, codificada por un alelo dominante muy muy muy raro, F, y por tanto su genotipo para este carácter sería FF. En su matrimonio con Khal Drogo, Daenerys quedó embarazada de un niño, al que llamaron Rhaego “El semental que monta al mundo“. El desenlace de la historia entre Drogo y Danny fue bastante trágico, pero imaginemos que todo hubiera salido bien, y, teniendo en cuenta todos los datos referidos anteriormente, realiza los siguientes ejercicios.

a) Realiza el cruce entre Daenerys Targaryen y Khal Drogo para el carácter resistencia al fuego, indicando el fenotipo y el genotipo de ambos progenitores y de Rhaego. (Tener en cuenta que el alelo F es muy muy muy raro y solo se encuentra en contadas ocasiones en la familia Targaryen y que Khal Drogo es un dothraki que no tiene antepasados en la familia Targaryen).

b) Si Rhaego hubiera llegado a nacer, y teniendo en cuenta las consideraciones del apartado anterior, explica razonadamente si hubiera sido totalmente resistente al fuego como su madre; parcialmente inmune con una resistencia mínima a éste o si se quemaría como cualquier humano normal. ¿Esto es debido a la penetrancia de los genes o a su expresividad?

Daenerys, Drogo y Rhaego. Fuente
Daenerys, Drogo y Rhaego. Fuente

c) Viserys y Rhaegar, los hermanos de Daenerys presentaban los mismos rasgos característicos de la familia que ella, es decir pelo plateado y ojos violáceos. Viserys no era resistente al fuego, mientras que de Rhaegar lo desconocemos y Daenerys sabemos que sí. Teniendo en cuenta que Rhaegar fuera resistente también, calcula la penetrancia del gen que produce dicha resistencia según estos datos. Seguidamente haz los mismos cálculos considerando que Rhaegar no fuera resistente al fuego.

"Soy de la sangre del dragón". Fuente
“Soy de la sangre del dragón”. Todos los fans de Juego de tronos lo hemos hecho alguna vez… Fuente

d) Se cuenta que los dragones son criaturas originarias de la mítica Valyria, y que cuando dichas criaturas moraban allí, los incendios estaban al orden del día, como es lógico. Cuentan las viejas crónicas del lugar que los incendios producían cambios en el aspecto de los dragones, y muchos de ellos sufrían graves quemaduras e incluso morían. Otros eran capaces de sobrevivir al fuego casi sin problemas convirtiéndose en dragones fuertes y grandes, capaces de usar el fuego contra otros dragones más débiles que de esta manera no competían con ellos por el hábitat y los recursos. Está claro que los cambios que el fuego provocaba en los dragones afectaba a su fenotipo, pero no a su genotipo ¿Serán esos cambios heredados por los descendientes? ¿Cómo ayuda el fuego a seleccionar a los dragones que presentan más resistencia al fuego?

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Referencias:

– Wikipedia. Casa Targaryen.

– Wikipedia. Penetrancia.

– Slideshare. Expresividad.

– Naukas. La genética de Juego de tronos.

Inmunología y genética. Penetrancia y expresividad.

El profe de Biolo. Penetrancia.

Mendelismo complejo.

Selección de plantas resistentes al fuego.

El mundo de la Biología. Criptobiosis.

EHU. Desnaturalización del ADN.

Biología.edu. Arqueobacterias.

Suite101. Bosque Mediterráneo.

Hielo y Fuego. Wikia.

Cienciaplus.com.

– Salvatore, R. et al. “¿Cómo afectan las altas temperaturas a las piñas de pino carrasco? Consideraciones para una adecuada gestión post-incendio“. 4th International Wildland Fire Conference. Sevilla 12/05/2007.

– Nasi, R. et al. “Los incendios forestales y la diversidad biológica. Depósito de Documentos de la FAO.

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Nota del autor: Tras la publicación de esta última entrega de Genética de tronos, no puedo más que agradecer la buena acogida que ha tenido esta serie de entradas por parte de los lectores de Naukas y esperar que os haya gustado tanto leerla y que hayáis aprendido tanto con ella como yo al elaborar las entradas. Como sois muchos los interesados en las respuestas, tanto de los problemas planteados aquí, como de los de la entrada original de Genética de Juego de tronos, queremos decir que estamos pensando en la mejor forma de publicar los resultados, pero lo haremos tras un tiempo para que podáis darle vueltas a los problemas y obtener vuestras propias respuestas. Seguramente que no las publicaremos antes de que pase este verano, y será cuando ya el tiempo empiece a refrescar y tengamos que empezar a recordar el lema de los Stark: “Winter is coming“, que traducido vendría a decir algo así como “Llévate la rebequita que por la noche refresca“. Muchas gracias.

Carlos Lobato Fernández

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