NeoFronteras

Dos resultados recientes intentan explicar por qué la reproducción sexual es tan frecuente y por qué hay algunos casos de reproducción asexual.

Conchas de distintas variedades de caracoles Potamopyrgus antipodarum. Fuente: Cortesía de University of Iowa.

Siempre se nos ha dicho que la reproducción sexual presenta muchas ventajas sobre otros sistemas de reproducción. La reproducción sexual requiere más tiempo y energía que la asexual, pero es mucho más frecuente entre los organismos vivos, así que debe de proporcionar más beneficios. Al fin y al cabo el sexo es casi ubicuo.
Nos dicen que gracias a ella se produce una mayor variabilidad genética y así los individuos resultantes pueden enfrentarse a nuevos problemas, cambios en el entorno y a nuevas y antiguas enfermedades. También nos dicen que las especies que se reproducen sexualmente pueden evolucionar más rápidamente, aunque el mecanismo mediante el cual hay una selección natural de los propios mecanismos evolutivos está poco claro (¿evolucionan los propios mecanismos evolutivos?).
Por otro lado, algunos científicos menos ortodoxos, como Lynn Margulis, ya propusieron hace tiempo que, en realidad, la reproducción sexual se da porque los organismos que la usan están atrapados en ella por ser pluricelulares y que cuando tienen una oportunidad prescinden de ella.
Ahora veremos dos casos sobre este tema que han aparecido recientemente en la literatura científica.

Según Maurine Neiman del UI College of Liberal Arts and Sciences los organismos vivos tienen buenas razones para usar la reproducción sexual. En un artículo publicado en Molecular Biology and Evolution (el artículo aparece en portada), ella y sus colaboradores examinan la teoría de la reproducción sexual.
El estudio se centra en la reproducción de variedades del caracol de agua dulce de Nueva Zelanda Potamopyrgus antipodarum, que poseen tanto reproducción sexual como asexual según a la variedad en particular a la que pertenezca. En concreto, analizaron el genoma mitocondrial (las mitocondrias se heredan siempre por vía materna en caso de reproducción sexual) de estos caracoles, encontrando que la reproducción sexual había conseguido acumular la mitad de mutaciones dañinas en sus genomas que la reproducción asexual.
Éste es el primer estudio en comparar la acumulación de mutaciones en una especie cuyos individuos coexisten tanto en reproducción asexual como sexual. Neiman sostiene que esto constituye la primera prueba directa de que la reproducción sexual ayuda a evitar la acumulación de mutaciones perjudiciales.
Neiman planea continuar su investigación sobre evolución para aclarar las ventajas que ofrece la reproducción sexual y una mejor comprensión del valor de la conservación de la diversidad genética dentro de las poblaciones, especies y comunidades ecológicas.

Por otro lado, los rotíferos de la clase Bdelloidea no han usado la reproducción sexual durante 30 millones de años (algunas fuentes dicen que durante 40 millones de años o más). Según las supuestas ventajas de la reproducción sexual, estos animales microscópicos pluricelulares de agua dulce deberían haber desaparecido hace tiempo.
Estos invertebrados emplean un sistema curioso para librarse de los patógenos: se dejan secar y llevar por el viento, una vez que entran de nuevo en contacto con el agua dulce vuelven a la vida. En NeoFronteras ya publicamos hace un tiempo unos resultados interesantísimos sobre transferencia horizontal de genes en estos invertebrados.

Rotífero infectado por hongos. Fuente: cortesía de Kent Loeffler, Kathie T. Hodge y Chris Wilson.

Paul Sherman y Chris Wilson, ambos de Cornell University, han realizado experimentos sobre los animalillos mencionados, publicando los resultados en Science (aparece también en portada).
Estos rotíferos han confundido a los científicos durante mucho tiempo, pues son animales completamente asexuales. Deberían de haber sido víctimas de parásitos y patógenos hace mucho tiempo, pero en su lugar han proliferado en 450 especies distintas. Estos animales se reproducen por clonación y, en teoría, conservan las misma carga genética generación tras generación, salvo por el efecto de las mutaciones ocasionales (o de la transferencia horizontal de genes). Recordemos que la reproducción sexual, al tener copias de los genes del padre y de la madre, efectúa una nueva combinación genética para la descendencia. Se cree que este “barajado” de genes proporciona una defensa frente a parásitos y patógenos.
Quizás el hecho de que estos animalillos se dejen desecar y llevar por el viento a otros lugares compense la supuesta escasa variabilidad genética y resuelva el misterio.
Wilson infectó a propósito poblaciones de rotíferos con un hongo letal y encontró que todos morían al cabo de unas pocas semanas. Entonces desecó otras poblaciones infectadas y los mantuvo en ese estado durante diversos periodos de tiempos. Descubrió que cuanto más tiempo habían permanecido desecados más éxito tuvieron a la hora de volver a la vida, libres de infección, una vez les proporcionó agua.
En una segunda tanda de experimentos Wilson dispuso de rotíferos deshidratados e infectados por el mismo hongo en una cámara de viento. Pudo comprobar que los rotíferos fueron capaces de dispersarse y establecer nuevas poblaciones libres del hongo asesino. Después de siete días de viajar en el viento se conseguían tantos rotíferos libres del hongo como 3 semanas de deshidratación sin viento.
Por tanto, la desecación y el viaje con el viento proporcionaba la oportunidad de prosperar sin las presencia de esa infección, permitiendo la aparición de poblaciones sanas.
Según Sherman estos animales están jugando esencialmente un juego evolutivo de escondite en el espacio y en el tiempo. Pueden dejarse llevar por el viento para así colonizar parches de hábitat libres de parásitos donde se puedan reproducir rápidamente (gracias a su reproducción asexual) y partir de nuevo a otros lugares antes de que el parásito los ataque. Esto les permite evadir a sus enemigos sin la necesidad de reproducción sexual, empleando un mecanismo que ningún otro animal puede usar.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=2992

Fuentes y referencias:
Nota de prensa de la Universidad de Iowa.
Accelerated Mutation Accumulation in Asexual Lineages of a Freshwater Snail (resumen).
Nota de prensa de Cornell University.
Anciently Asexual Bdelloid Rotifers Escape Lethal Fungal Parasites by Drying Up and Blowing Away (resumen).
Entrevista al investigador en la NPR (podcast en inglés).
Incorporación natural de ADN foráneo en animal complejo.