NeoFronteras

Sexualidad y parasitismo

Área: Biología — martes, 19 de julio de 2011

La existencia de la reproducción sexual se debería a que confiere una ventaja evolutiva frente a los parásitos.

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Foto de Caenorhabditis elegans y Serratia marcescens. Fuente: Universidad de Indiana.

La existencia de la reproducción sexual tal y como la conocemos se la debemos a los parásitos. Al menos así dice un estudio experimental de la Universidad de Indiana. Aunque la reproducción sexual puede ser costosa en comparación con la asexual, tiene ventajas evolutivas cuando hay una coevolución con parásitos, ya que la descendencia es más resistente a los mismos que los progenitores. Si fuese asexual, por el contrario, estarían a merced de los mismos.
La hipótesis de la “Reina Roja” en la Teoría Evolutiva viene de una analogía con el persona de “Alicia en el país de las maravillas” de Lewis Caroll: “Necesitas correr todo lo que puedas para mantenerte en el mismo lugar”. Aplicando esta hipótesis a este caso viene a decir que la reproducción sexual mantiene a la población de una especia un paso por delante, evolutivamente hablando, de los parásitos que la infectan y que coevolucionan con ella. De este modo la especie evoluciona lo más rápidamente que puede para mantenerse en el mismo lugar.
La reproducción sexual planeta ciertos problemas que ya fueron consideramos por charles Darwin en su momento. Así por ejemplo, la reproducción sexual necesita de la producción de machos que no pueden tener descendencia directamente. La autofertilización es más eficiente en la producción de descendencia. Según predicen los modelos evolutivos más simples la autofertilización debía ser mayoritaria en la Naturaleza y la reproducción sexual ser minoritaria, pero este no es el caso.
La hipótesis de la Reina Roja proporciona una posible explicación a la existencia del sexo, ya que la reproducción sexual permite al anfitrión evadir mejor las infecciones de sus parásitos. Al combinar los genes de dos progenitores la reproducción sexual permite a los padres tener hijos que son genéticamente más diversos que ellos. Los parásitos tienen que adaptarse para infectar a la nueva generación y pueden tener dificultades en esa tarea.
Los descendientes de un progenitor que se reproduzca asexualmente tienen los mismos genes, salvo mutaciones, que él y los parásitos no necesitan adaptarse, sino que los pueden infectar a sus anchas o incluso evolucionar para infectarlos mejor.
Este equipo de investigadores realizó un bonito estudio para demostrar que esta hipótesis es cierta. Para ellos dispusieron de gusanos Caenorhabditis elegans como anfitrión y de bacterias Serratia marcescens como parásitos para crear un sistema coevolutivo de los que aquí estamos considerando, pero bajo condiciones controladas. Realizaron más de 70 experimentos con este sistema para comprobar la hipótesis de la Reina Roja.
Manipularon genéticamente a los gusanos para así tener tanto poblaciones que se reproducían sexualmente como asexualmente o poblaciones mixtas de las dos. Entonces expusieron a los gusanos a las bacterias a las que se las permitió coevolucionar o no con los gusanos. La idea era determinar qué sistema de reproducción proporcionaba a la población mayor ventaja.
Encontraron que las poblaciones autofertilizadoras de C. elegans fueron rápidamente condenadas a la extinción por los parásitos con los que coevoluionaba. Este resultado es consistente con la hipótesis de la Reina Roja. Por otro lado, las poblaciones bajo reproducción sexual produjeron descendientes más resistentes a la infección y evitaron su extinción.
En las poblaciones en las que coexistían ambos tipos de reproducción el estado evolutivo del parásito determinaba la estrategia de reproducción de los gusanos más eficiente. Cuando el parásito no coevolucionaba la autofertilización dominaba la población del anfitrión. Sin embargo, cuando se permitía al parásito coevolucionar con su anfitrión entonces dominaba la reproducción sexual en la población.
La coevolución con los patógenos no sólo favoreció la reproducción sexual frente a la autofertilización, sino que además permitió a la reproducción sexual mantenerse a través de los experimentos.
En definitiva, los resultados son consistentes con la hipótesis de la Reina Roja, que puede explicar la difusión de la reproducción sexual en el mundo natural en donde la coevolución con parásitos está muy extendida. Este estudio mostraría que es la coevolución con parásitos y no la presencia de parásitos per se la que selecciona altos niveles de intercambio genético como ocurre en la reproducción sexual. Las luchas coevolutivas entre parásitos y anfitriones podrían explicar, por tanto, la existencia de machos.

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Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original.

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6 Comentarios

  1. tomás:

    “… las poblaciones autofertilizadoras de C. elegans fueron rápidamente condenadas a la extinción por los parásitos con que coevolucionaba. Este resultado es consistente con la hipótesis…”

    Me resulta la parte menos convincente del experimento, ya que si se extingue la especie anfitrión, con ella lo hace toda la especie parásita e -imagino- que tal cosa no sucederá en la naturaleza. Lo que ha de pasar en ella es que cuando la acción del parásito sea tan letal, esa rama tan eficaz finiquite con su víctima y sólo perduren los que, por ser menos letales, mantengan más o menos estable o incluso en progreso la población anfitriona.

  2. NeoFronteras:

    Hasta ahora siempre se decía que un parásito no mata a su anfitrión porque de otro modo no sobrevive ninguno de los dos, y eso colocaba la “responsabilidad” sobre el parásito.
    Pero la selección se produce sobre los individuos y aquellos que “coman” más serán los que tengan éxito reproductor. Bajo esa perspectiva basta con matar al anfitrión después de la reproducción para que la estrategia funcione.
    Los parásitos del sistema económico no pensaban que se estaban cargando la economía mundial. Y si lo pensaban no les importaba. Sólo miraban por su beneficio. Al final los más ricos están ahora más ricos (según un último estudio) y los más pobres, que han sido parasitados, más pobres o ya no pueden ser parasitados.
    Lo que sugiere el estudio es que el peso recae sobre el anfitrión, que es el que evoluciona para así evitar al parásito. Si no evoluciona entonces el parásito acaba con él.
    El resultado es el mismo: la coexistencia de ambas especies.

  3. Patricio López:

    Comentario cómico: deduzco del artículo que ante la menor existencia de parásitos, los varones de la especie humana debemos ser definidos como tales…

  4. tomás:

    En efecto, el resultado ha de ser la coexistencia, tan patente que no precisa demostración, de anfitrión y parásito. Pero resulta que para uno explicamos la sexualidad como causa de su evolución defensiva y para el otro nos consta su reproducción asexual. ¿No hay -por tanto- Reina Roja para el parásito? Claro que también la bacteria evoluciona, pero no precisa del sexo. En resumen hay coevolución, en un caso sexual y en otro asexual, por tanto lo que se demuestra para uno no puede aplicarse al otro que, sin embargo, es capaz de mantenerse en la carrera evolutiva. La experiencia puede ser aleccionadora, pero sus conclusiones no me acaban.

  5. NeoFronteras:

    Suele ocurrir que el parásito es más simple que el parasitado y sus generaciones se suceden más deprisa. Incluso puede haber parásitos que se reproduzcan por vía sexual.
    En este caso, al tratarse de bacterias, hay transferencia horizontal de genes y una generación cada pocos minutos, así que su tasa de evolución es muy alta.

  6. tomás:

    De acuerdo. Entonces sería que unos utilizan el sexo en la carrera y los parásitos una reproducción mucho más rápida. Puede ser una explicación.
    Saludos.

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