Sexo, ¿para qué?

2012/12/01 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Sin duda, el sexo tiene mucho éxito. Así lo corrobora el biólogo Ibon Cancio: "La reproducción sexual puede ser un éxito, y así lo dicen los números y las matemáticas". Al igual que la mayoría de las expresiones circulares, eso también tiene pero una: "Pero la capacidad de duplicación de especies con reproducción asexual es mucho mayor", explica Cancio.

El ecologista Arturo Elosegi ha afirmado lo dicho por Cancio: "Así es. Y además hay muchas formas de reproducción asexual y todas son muy efectivas. Sin embargo, son muy pocas las especies que sólo se reproducen asexualmente; la reproducción sexual está mucho más extendida".

Por lo tanto, pero aún con ellos, es innegable que la reproducción sexual tiene más éxito que la asexual. Cancio aporta un dato revelador: "Las especies que se reproducen asexualmente se encuentran muy altas en el árbol filogenético, lo que significa que son especies jóvenes o, lo que es lo mismo, que no hay especies que se reproducen asexualmente que perduren mucho tiempo. Caducan inmediatamente". Sin embargo, advierte que hay excepciones: "Por ejemplo, los rotiferos bdelloideos. Son un escándalo evolutivo".

El escándalo se publicó en 1986 en un artículo de la revista Nature. El autor del artículo es el biólogo y genético John Maynard Smith y el título del artículo es representativo: "Contemplating life without sex", es decir, Mirando una vida sin sexo.

Maynard Smith consideró escandaloso que el bdelloideo formara una familia tan extensa y duradera, sin sexo. Hay que tener en cuenta que la familia de estos diminutos seres acuáticos es muy numerosa (más de 450 especies) y llevan millones de años en el planeta Tierra (unos 200 millones de años). ¡Todo ello a través de la reproducción asexual!

Posteriormente, los investigadores han descubierto que los bdelloideos tienen un comportamiento tan escandaloso debido a su fisiología y genética particular. De hecho, cuando las condiciones del entorno son inadecuadas, se procede a su secado. De esta forma se mantienen hasta que el entorno vuelve a ser favorable y, de paso, todos sus parásitos mueren. Pero, además, tienen una gran habilidad para resolver su genoma y en ese proceso lo aprovechan para renovarlo y actualizarlo. Gracias a ello han conseguido ser tan numerosos y durar tanto.

Sin embargo, los bdelloideos son una excepción; los biólogos destacan que lo más habitual es la reproducción sexual. Además, Elosegi toma con prudencia este tipo de curiosidades: "Quizá los bdelloideos también se reproducen sexualmente alguna vez, sin que nosotros tengamos rastro de ello. Así ocurren, por ejemplo, en los hongos: se incluyen en el grupo de hongos hifomicetes especies desconocidas por la reproducción sexual, que normalmente se reproducen asexualmente, pero de vez en cuando una de ellas comienza a proliferar sexualmente y nos damos cuenta de que es un hongo de otro grupo, por ejemplo, un basidiomicete. Esto puede ocurrir también con los bdelloideos. Lo cierto es que nosotros no hemos sido capaces de pillar que se están reproduciendo sexualmente, por lo que lo único que podemos decir es que sabemos que tienen reproducción asexual".

Los rotiferos bdelloideos son un escándalo evolutivo que, aunque sólo se reproducen asexualmente, forman una familia numerosa y permanente. Ed. © C. Boschetti y A.Tunnacliffe/Science

La ventaja del sexo

"Lo que está claro es que la reproducción sexual tiene algo que le aporta ventaja", explica Cancio. "Si no, desde el punto de vista evolutivo, no se puede entender. Si la evolución es survival of the fittest, es decir, si avanza el más fuerte o ligero, ¿cómo explicar la cola del pauma? El tigre es más fácil de atrapar al pauma con cola larga y, sin embargo, para él es bueno tener cola larga y la evolución ha apostado por ello. ¿Por qué? Porque la gran y elegante cola le permite reproducirse sexualmente, transmitiendo así la mitad de su genoma a sus descendientes".

Según los biólogos, existen dos hipótesis principales que explican el predominio de la reproducción sexual. Uno se llama el trinkete de Muller y el otro la teoría o hipótesis de la Reina Roja. Según el primero, en las especies con reproducción asexual, las mutaciones genómicas se van acumulando de generación en generación hasta que las mutaciones impiden la vida. Frente a ello, los descendientes nacidos a través de la reproducción sexual reciben los genes de ambos progenitores y en esa transmisión es posible perder los genes mutados.

Cancio compara los genes de sus padres con las cartas de juego: De alguna manera, en la reproducción sexual, los genes se mezclan como se mezclan las cartas, por lo que en la siguiente generación las mutaciones se diluyen.

La hipótesis de la Reina Roja se basa en huir de los parásitos. Como la reina que aparece en el libro Alicia al otro lado del espejo, los individuos están obligados a correr para quedarse en el mismo lugar. Si no corren, los parásitos lo atrapan y lo destruyen. "Los individuos también heredan los parásitos de su madre. Estos parásitos están perfectamente adaptados a la madre y por tanto preparados para infectar al individuo. Pero gracias a la reproducción sexual, ese individuo que se crea es diferente a los padres, y los parásitos no pueden infectarse", explica Elosegi.

Según Elosegi, está extendido que la reproducción sexual se sustente en múltiples variantes, "para no poner todos los huevos en la misma cesta". Esto tiene sentido en especies que tienen muchos descendientes, pero no en las que tienen pocos descendientes como las nuestras. "Según la teoría de la Reina Roja, la clave está en que el sucesor sea diferente de los padres; aunque sea el único descendiente, es una ventaja si es diferente a los padres".

Ibon Cancio (izq.) y Arturo Elosegi (dcha. ), Profesores de Biología de la UPV. Ed. Ana Galarraga/Elhuyar Fundazioa

En cualquier caso, Elosegi ha determinado que ser muy diferente de la madre también es malo: "si la madre, como es, está viva, será por algo, así que ser muy diferente es malo. Pero también es perjudicial que sea muy igual, ya que los patógenos están adaptados a ese poco".

Cancio cree que ambas hipótesis son compatibles. "Hay pruebas a favor de uno y otro". Por ejemplo, Cancio menciona que para demostrar el trinquete de Muller se han realizado numerosas investigaciones con microorganismos, aunque Elosegi ha destacado que en ellos el sexo es "diferente": "En las bacterias el sexo no es paterno, para crear crías, sino la unión de las dos bacterias, en las que una da a la otra un plasmido y otra serie de genes".

Sin embargo, tanto en investigaciones con bacterias como con especies que alternan reproducción sexual y asexual, existen pruebas favorables a la compactación de Muller.

Y lo mismo ocurre con la hipótesis de la Reina Roja. Uno de los estudios que lo demuestran fue publicado en 2007 en la revista Nature. El artículo titulado "Host-parásite "Red Queen" dynamics archived in ? sediment" describe la coevolución de la pulga de agua Daphnia y sus parásitos. "Por lo tanto --dice Canciok-- es probablemente un juego entre ambos, no sabemos en qué porcentaje va a influir uno u otro, pero ambos, el trinkete de Muller y la carrera de la Reina Roja, se verán afectados".

El amor no es inodoro

Cancio abandona las pulgas de agua y salta a la especie humana: "Nosotros tenemos unos 30.000 genes. De ellos, los genes de nuestros principales complejos de histocompatibilidad son los más polimórficos, los más distintos de los otros individuos. Son estos genes los que codifican las armas antiparasitarias".

Las estrellas de mar pueden tener reproducción tanto sexual como asexual. Ed. Nick Hobgood/CC-BY-NC

Es más, esos mismos genes son los responsables del olor corporal. Y muchos de los genes que tiene el ser humano, unos 3.000, son receptores olfativos. Dicho esto, Cancio ha seguido con la explicación: "De hecho, no parece que tengamos un gran poder olfativo, pero tenemos 3.000 genes para ello, y lo que olemos es el principal complejo de histocompatibilidad. Así, a través del olfato buscamos una pareja con el mayor complejo de histocompatibilidad con el nuestro para tener hijos con él. Por lo tanto, los hijos tendrán una mezcla de ambos".

Elosegi resume en una frase la explicación de Cancio: "El amor es ciego, pero no inodoro". En este sentido, han recordado a la compañía estadounidense GenePartner. Según se explica en la web de la compañía, se basan en el experimento realizado por el investigador Claus Wedekind de la Universidad de Berna.

En este experimento, varias mujeres olieron unas camisetas y, a continuación, tuvieron que ordenarlas de la que tenía el olor más atractivo a la más asombrosa. Estas camisetas fueron vestidas por varios hombres durante tres días consecutivos, por lo que cada camiseta tenía el olor del hombre que las llevó. Pues bien, los resultados indican que el olor de los hombres con el mayor complejo de histocompatibilidad con el suyo era el más atractivo para las mujeres.

Por ello, GenePartner analiza los genes del principal complejo de histocompatibilidad de sus clientes y permite crear parejas genéticamente diferentes. En palabras de Gene Partner, "de este modo se sientan las bases para una relación estable y agradable". Además, confirman que tendrán niños sanos.

Efectos secundarios del sexo

Pero el sexo también tiene sus contras. Uno de ellos es el precio a pagar a cambio, según Elosegi: "El precio evolutivo es muy caro. La mitad de las crías no se reproducen. Como máximo conseguirán cubrir y fecundar una hembra. Pero la mitad de las crías son machos y los machos no tienen cría".

El amor es ciego pero no huele. El olfato es la forma en la que se elige a la pareja con el mayor complejo de histocompatibilidad con el propio. Ed. Misko/CC-BY

Y la situación es aún más complicada en especies con más de dos sexos. De hecho, Cancio ha mencionado unos hongos con miles de sexos diferentes ( Schizophyllum commune ): "Normalmente se distinguen dos sexos en función del tamaño y número de gametos que producen: los que producen muchos y pequeños gametos son machos y los que producen grandes y raros, hembras. Sin embargo, estos hongos tienen muchas variantes, cada una de ellas es un sexo".

Sin ir tan lejos y a pesar de tener sólo dos sexos, Elosegi explica que estar especializado en crear gametos grandes y aislados y otros en producir gametos muchos y pequeños produce asimetrías: "Emea ha invertido mucho más que los machos en su gameto y no sólo en energía. De hecho, las oportunidades perdidas son también una inversión, es decir, la hembra, al fecundarse, pierde la posibilidad de volver a germinar durante un largo periodo de tiempo, lo que no ocurre en el macho. Así que los intereses del macho y la hembra no coinciden".

Por otra parte, aunque algunas mutaciones permiten perder, en realidad, el riesgo de que se produzcan trisomías y otras irregularidades en la meiosis es muy elevado. "Esto es mucho más abundante en la reproducción sexual que en la asexual. Eso es un coste", ha dicho Elosegi.

"Además, hay trabajo para encontrar pareja", añade Cancio. Ambos biólogos recuerdan lo ocurrido con el oso de los Pirineos: todos los que finalmente nacieron fueron machos, lo que provocó la pérdida de población.

Sí, el sexo es caro. ¿Pero cómo sería el mundo sin sexo? Elosegi ha dado una respuesta rotunda: "Sería muy aburrido. Mira al entorno y las estructuras y comportamientos más llamativos que ves, los más curiosos y los más destacados tienen que ver con el sexo: los cantos de pájaros, los colores de los lúmenes, el culo de los mandriles, las espectaculares danzas... Sin sexo, todo eso se acaba. El mundo sería muy gris".

¿La mejor opción es ser hermafrodita?

Cancio afirma que el hermafroditismo puede ser la mejor opción para no disfrutar de todos los beneficios del sexo ni de ninguna de sus desventajas: "Es decir, que uno sea hembra y macho".

Sin embargo, el hermafroditismo no es muy habitual, por lo que no es tan exitoso como parece. Cancio explica por qué: "Porque en el mismo cuerpo tienes el macho y la hembra, y los intereses de uno y otro no son iguales. Por lo tanto, compite en el mismo cuerpo".

Caracoles. Ed. Carla Isabel Ribeiro/CC-BY-NC

Elosegi refuerza lo dicho por Cancio: "Es imposible diseñar una máquina para hacer una cosa y lo contrario, y que la máquina funcione y sea eficiente sin problemas. Y aquí también pasa lo mismo".

Sin embargo, hay casos como calma, caracoles, plantas, peces, etc. En los peces, además, hay hermafroditas simultáneas y hermafroditas alternas: en un tiempo son machos y luego se convierten en hembras o viceversa.

No tiene que ser razonable

Una de las paradojas más destacadas por el sexo es la cola del pauma, pero hay muchos casos similares. Es conocida la polémica suscitada al respecto por Alfred Rusel Wallace y Charles Darwin. Para Wallace, en el origen de estas características espectaculares, pero incomprensibles desde el punto de vista de la duración de la especie, siempre existía una razón "razonable". Para Darwin esta razón no tenía por qué ser razonable. Podría suceder, simplemente, que a una hembra pauma le gustaran los machos largos y con ella sus crías; los críos machos heredarían una cola larga y las crías hembras, el gusto por los machos largos. Es decir, el origen de esta característica puede ser un capricho.

Pauma. Ed. Fundación Elhuyar

Según Elosegi, el tiempo y las investigaciones han dado la razón a Darwin. "Hay dos hipótesis: good genes, mejor gen y sexy son, hijo atractivo. Y hoy en día hay suficientes evidencias sexy son que demuestran la hipótesis de que en algunos casos no hay una razón razonable detrás del éxito de un macho".

Elosegi recuerda el trabajo del prestigioso ornitólogo Richard Prum para explicarlo: "Prum ha trabajado mucho con los colores de las plumas de las aves y ha dejado claro que a veces es así, que los pájaros con colores más intensos no tienen por qué ser más sanos o mejores genes. De vez en cuando un ave encuentra cómo hacer un color nunca visto, lo que le da un gran éxito entre las hembras, extendiendo esta nueva coloración. Eso no quiere decir que la hipótesis de lo bueno es equivocada, no excluye a la otra".

Evolución del pene

Según Ibon Cancio, pocas estructuras tienen la misma variedad de especies que el pene. "Por supuesto, en este aspecto, el aparato reproductor de las hembras es similar al del pene, ya que las hembras tienen que coincidir unas con otras, pero normalmente al estar el órgano al descubierto y las hembras ocultas, es más fácil examinar el pene que la parte de las hembras o el aparato reproductor", ha precisado Cancio.

El pene más antiguo encontrado es de hace 425 millones de años. Su propietario era un crustáceo que quedó atrapado en el fondo del mar, bajo las cenizas de un volcán, en el lugar actual de Herefordshire (Inglaterra). Fue descubierta en el año 2003 y recibe el nombre científico de Colymbosathon ecplecticos, un sorprendente nadador de gran pene.

Hoy en día, miles de especies que existen en el mundo tienen bastones muy variados: grandes, pequeños, de cuatro cabezas, giratorias... Algunos tienen más de un pene: algunas serpientes y lagartos tienen doble pene, y los platelmintos marinos, decenas. Entre los insectos hay una gran prosperidad, pero el más largo de todos ellos es el crustáceo Balanus glandula, con un pene 40 veces más largo que el cuerpo.

Pene de elefante asiático. Ed. Wikimedia commons. 4028mdk09/CC-BY-NC

Sin embargo, las formas de levantarse son mucho más limitadas. En los mamíferos hay tres: por medio de un hueso (roedores, carnívoros, la mayoría de los primates); por medio de una estructura fibroelástica (cerdo, toros, ballenas); y sólo hidráulicos (hombre, caballo, armadillo).

Con tantas variantes es difícil destacar alguna, pero Arturo Elosegi e Ibon Cancio coinciden en considerar un pene humano especial. En comparación con los familiares cercanos, el pene humano, además de grande, es curioso. A diferencia de los demás, tiene la cabeza en el extremo (glandé) y una corona alrededor de ella.

Elosegi y Cancio creen que la estructura tan especial tiene que ser "para algo" y plantean la hipótesis de sustituir a su hijo. Uno de los padres de esta hipótesis es el psicólogo evolucionista Gordon Gallup, quien también ha realizado estudios experimentales para demostrar que la hipótesis es correcta. Los resultados fueron publicados en el artículo "The human penis as a semen displacement device", es decir, "El pene humano como dispositivo de sustitución de su hijo".

Según la hipótesis, el aspecto del pene no es fruto del azar, sino del impulso de la función a lo largo de la evolución. La función es expulsar al hijo que otro macho ha dejado en la vagina de la hembra. Para ello es especialmente eficaz la corona que rodea a la glande. Según Elosegi, de ahí se deduce que la especie humana no ha sido (y no) tan monógama como algunos creen.