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Sobre los siete sexos de Tetrahymena thermophila

Área: Biología — viernes, 4 de marzo de 2011

Estudian con modelos matemáticos las implicaciones que tiene sobre las poblaciones de Tetrahymena thermophila la difusa elección de los posibles siete sexos en esta especie.

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Tetrahymena thermophila. Fuente: Volker Steger, E. Cole, SPL.

Para los animales con sólo dos sexos (macho y hembra) puede llegar a ser complicado lograr aparearse. Si quieren tener descendencia beben rechazar a la mitad de la población de la especie e intentar convencer a los individuos del otro sexo para tener relaciones sexuales.
Rebecca Zufall y sus colaboradores de la Universidad de Houston en Texas han estudiado recientemente a Tetrahymena thermophila. Para este microorganismo el asunto relativo al sexo es diferente a del resto de otros seres, pues es una especie con siete sexos. Esto es algo que aumenta las posibles combinaciones a la hora de tener “relaciones”, pero la determinación de estos sexos es confusa o difusa.
Tetrahymena thermophila es un microorganismo unicelular que habita en ecosistemas de agua dulce alrededor de todo el mundo. A primera vista todos los individuos son muy similares, independientemente del sexo que sean. Cada individuo consiste en una sola célula recubierta de cilios que les permiten moverse en el agua. Cada uno de estos microorganismos puede tener relaciones sexuales con cualquier individuo de su especie excepto con miembros de su propio sexo. Para complicar aún más el sistema, las proporciones de los sexos difieren entre sí, no siendo igualmente abundantes.
No es fácil explicar la existencia de tantos sexos y las proporciones de cada uno, aunque es de esperar que la dinámica de sus poblaciones y determinantes evolutivos jueguen su papel.
Los expertos han designado los sexos de esta especie con números romanos: I, II, III, IV, V, VI y VII. Como cada uno de ellos puede tener relaciones con cualquier otro excepto con los que son de su sexo, el número posible de “relaciones” serán las combinaciones de 7 elementos tomados de dos en dos, lo que arroja un total de 21 posibles combinaciones sexuales.
En muchos animales el sexo es determinado por las posibles parejas de cromosomas X e Y. De este modo, la combinación XX corresponderá a la hembra y la XY al macho. En otros animales, como los insectos sociales la cosa es un poco más complicada, pero en todo caso, a la hora de determinar el sexo y el emparejamiento la situación es mucho más sencilla que en el caso de Tetrahymena thermophila, en el que ni siquiera un gen determina unívocamente cada sexo.

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En el caso de este microorganismo el sexo del individuo está controlado por un gen denominado mat. Cada alelo (variante) del gen mat proporciona una serie de probabilidades. Así por ejemplo, un individuo nacido con el alelo mat2 tiene una probabilidad cero de ser de tipo I, una probabilidad 0,15 de ser de tipo II, una probabilidad de 0,09 de ser de tipo III y así sucesivamente. Hay al menos 14 alelos de estos y cada uno de ellos proporciona un conjunto distinto de probabilidades.
Los alelos están divididos en dos grupos principales: A y B. Los alelos del grupo A producen todos los sexos excepto el IV y el VII, mientras que los del grupo B producen todos excepto el I.
Por si esto no fuera suficiente, la cosa se complica aún más al tener en cuenta su anatomía. La mayoría de los eucariotas unicelulares poseen sólo un núcleo que contiene el ADN, pero Tetrahymena tiene dos núcleos que complican sus relaciones sexuales. Uno de los núcleos es somático, de gran tamaño (macronúcleo) y otro pequeño, germinal y pequeño tamaño (micronúcleo). Durante la conjugación se intercambian genes del micronúcleo y cada individuo construye un nuevo macronúcleo.
Debido la difusa o borrosa manera en las que este micoorganismo puede elegir su sexo, la población de Tetrahymena termina siendo un poco rara, y no todos los sexos son igualmente abundantes, a diferencia de lo que sucede en el resto de las especies.
El grupo de Zufall han construido diversos modelos matemáticos para las posibles poblaciones de Tetrahymena con diferentes determinaciones del sexo. En sus resultados se muestra que la determinación probabilista de los sexos es suficiente para dar cuenta del ratio desigual de sexos en las poblaciones naturales y que ésta además produce tamaños pequeños de población efectiva.
Concluyen que si las poblaciones son menores a los 1000 individuos, esta difusa determinación del sexo siempre da lugar a una proporción de sexos desigual. Esto se daba incluso cuando los diferentes alelos se complementaban entre sí de tal modo que uno priorizaba los sexos I, II, y III, por ejemplo, mientras que otro fomentaba los sexos IV, V, VI y VII.
El modelo mostraba además que los alelos que dan soporte a varios sexos sacaban de la competición los alelos que sólo dan a uno, pero esto genera limitaciones que evitan que la población alcance un ratio de sexos equitativo. Esto se debería a que estos alelos se enfrentaban mejor a las oscilaciones en el ratio entre sexos producidas por muertes masivas y similares.
Según Zufall hay probablemente más animales con determinación de sexo difusa de lo que se sospecha.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3417

Fuentes y referencias:
NewScientist.
Artículo original.
Foto grande: Wikimedia commons.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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13 Comentarios

  1. tomás:

    La última frase me deja tan confuso como a uno de esos ejemplares ante un desfile de sus posibles parejas: ¿son animales o son protistas?
    De todas maneras no voy a caer en el chiste fácil de recomendarles que, ante tanta confusión, es mejor salir del armario.
    Perdón por la licencia, pero es que el artículo se presta mucho a eso y no lo he podido evitar.

  2. NeoFronteras:

    Estimado Tomás:
    Son protistas (término ya en desuso), pero al parecer la palabra “animal” es dicha por esa investigadora. No son seres fotosintéticos (no son plantas), ni hongos, ni bacterias y arqueas, así que se puede decir que son animales. De todos modos esto entraría de lleno en la polémica sobre clasificación, filogenía y demás; algo que ha cambiado en las últimas décadas y sobre lo que no hay un consenso al 100%. Es mejor dejarlo estar.

    El tema viene a cuento sobre algo debatido en este mismo sitio web hace tiempo sobre por qué había sólo dos sexos. Pues aquí tenemos un ejemplo de 7.

    Sobre lo de prestarse a chiste es de suponer que es inevitable, aunque la tentación era grande se ha tratado de evitar en la redacción. La verdad es que sería muy fácil “llamar” a las masas y se tiene manga ancha con la rigurosidad.

  3. joabbl:

    Según tengo entendido la reproducción sexual acelera la evolución. Si es así es posible que cuantos más sexos más combinaciones genéticas y más posibilidad de mutaciones se produzcan. Si ya con 2 sexos pueden salir hijos que asustan con 7 tiene que ser espectacular.

    Saludos castos

  4. JAvier:

    Esto me recuerda a los mecanismos que tienen algunos hongos (creo que eran los basidiomycetes, ahora no estoy seguro) para evitar apareamientos entre parientes. Aunque era uno o dos genes, dependiendo del caso, con 2 alelos c/u. Si tenían el mismo alelo/s no se apareaban. A lo mejor esto apareció de una forma similar y en ese caso no sería correcto decir que la especie tiene 7 sexos.

    Además por vez se aparean solamente 2 individuos asi que al margen de unas complicaciones en los modelos de genética de poblaciones no veo que se produsca de por si una mayor variabilidad que el sexo normal sin apareamientos al azar.

    Nota: Al germinar una espora de basidiomycete se genera un micelio haploide que crece hasta encontrarse con otro compatible, entonces c/u duplica su nucleo en los tabiques cercanos y los intercambian. Luego el nucleo recivido se duplica y propaga por todo el micelio haploide formando uno dicariótico (n+n). La historia sigue pero si no me enredé con los grupos de hongos sería en este momento donde entraría a jugar estos genes.

  5. tomás:

    Hombre, Neo, ese argumento por exclusión no vale. Sé que el reino protista es o era una especie de cajón de sastre donde se metía todo lo que no estaba claro si era una u otra cosa y necesariamente había de ser perfeccionado. Pero tal cosa no significa que podamos llamarle animal porque, por esa razón, ¿por qué no hongo?. Pero, como dices no merece la pena entrar en polémica. Si te parece le llamamos “bichejo” que resulta más propio e indefinido que el animal de Zufall.
    Desde luego la filogenia se ha complicado mucho, sobre todo tras la inclusión de la transferencia horizontal. Pero es que las clasificaciones no son nada sencillas. En cualquier ciencia que precise de ellas, la cosa se va convirtiendo en inmanejable conforma aumenta el conocimiento.
    Un saludo.

  6. tomás:

    Estimado JAvier: El leer tu comentario me ha llevado a releer el artículo. Partiendo de mis pobres conocimientos, resulta que me parece lógico tu razonamiento y la conclusión casi previa de que “no parece correcto decir que la especie tiene siete sexos”.
    Sabemos que alguna especie tiene diferente modos reproductivos: gemación, bipartición, sexual, -creo que incluso esta con algunas variantes- que utiliza el mismo individuo según circunstancias que desconozco. Eso no da para hablar de sexos distintos, por lo tanto no es el caso, pero lo pongo como ejemplo de la complejidad que puede albergar el tema reproductivo.
    En resumen, que si el artículo ya conduce al asombro, el meditar sobre tu comentario me ha dejado perplejo.
    Un cordial saludo.

  7. NeoFronteras:

    Estimado Tomás:
    Debido a esas mismas reservas que tiene respecto a la palabra animal no se mencionó en el texto nada más que al final.
    En la noticia de NS se da a entender que la investigadora dice la palabra animal, aunque no está entrecomillado. El cambiarlo significaba cambiar las supuestas palabras de esta señora y poner otras en su boca, así que se optó por mantenerlo.
    Podemos decir que es un protozoo (desde luego tampoco es un hongo). En este caso “animal” es una licencia que se tomó Rebecca Zufall (según NS, claro).
    Los mónera se dividieron para dar lugar a bacterias y arqueas en los setenta y de los protistas se separaron (en la clasificación) los hongos a finales de los sesenta. El término protista dejó de utilizarse en los setenta.
    Según la clasificación de Woosse de 1977 hay 6 reinos Eubacteria, Archebacteria, Protista, Plantae, Fungi, Animalia). Pero según la clasificación de Woese de 1990 hay 3 dominios (Bacteria, Archea y Eucaria) y según Cavalier-Smith (2004) hay 6 reinos (Bacteria, Protozoa, Chromista, Plantae, Fungi, Animalia y quita a las Archea) en dos imperios.
    Ésta es una propuesta de 2005:
    http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2c/Eukaryota_tree.svg/800px-Eukaryota_tree.svg.png

    En fin, que es un poco lioso. No dejan de ser esquemas culturales que intentamos imponer a la Naturaleza, cuando ésta es más “continua” que lo que queremos admitir. Eso sí, nos sirven para entender mejor nuestro entorno.

  8. tomás:

    Muy agradecido por la lección, amigo Neo. Es que estoy bastante anticuado y aún mantengo viejos esquemas. Como bien dices, la naturaleza es más continua que nuestras clasificaciones, así que la ciencia, que precisa de estas, ha de retroceder, modificar, reconocer errores y seguir adelante.
    Hay que aceptar el peaje de ir cambiando esquemas.
    Un saludo.

  9. NeoFronteras:

    Estimado Tomás:
    No pretendía ser una lección, sino una exposición del lío que es ese tema. La verdad es que me gustaría saber qué sistema de clasificación es el más aceptado a día de hoy por la comunidad académica del campo.

  10. Miguel Angel:

    Una duda: ¿Los 14 alelos son codominantes?

    Saludos

  11. NeoFronteras:

    Estimado Miguel Ángel:
    Esa información quizás se encuentre en el artículo original. Si alguien tiene acceso que lo lea y nos lo comente.

  12. Miguel Angel:

    Parece que me voy a quedar con la duda…

    En cuanto al tema de las clasificaciones, la que mas me gustó en su momento fue la de Woose por su simplicidad y por basarse en el tipo de cadena de material genético que tienen las diferentes especies.

    Abrazos y enhorabuena por el artículo.

  13. tomás:

    Estimado Neo (por tu 9): No me molesta en absoluto si me das o me dan una lección. Es más lo agradezco y mucho. Puedes hacerlo cuando gustes, que será bien recibida.
    Un cordial saludo.

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