Sexo, paira que?

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

• Eboluzioa
• Genetika
• Biologia
• Anatomia/Fisiologia

Sen dúbida, o sexo ten moito éxito. Así o corrobora o biólogo Ibon Cancio: "A reprodución sexual pode ser un éxito, e así o din os números e as matemáticas". Do mesmo xeito que a maioría das expresións circulares, iso tamén ten pero una: "Pero a capacidade de duplicación de especies con reprodución asexual é moito maior", explica Cancio.

O ecoloxista Arturo Elosegi afirmou o devandito por Cancio: "Así é. E ademais hai moitas formas de reprodución asexual e todas son moi efectivas. Con todo, son moi poucas as especies que só se reproducen asexualmente; a reprodución sexual está moito máis estendida".

Por tanto, pero aínda con eles, é innegable que a reprodución sexual ten máis éxito que a asexual. Cancio achega un dato revelador: "As especies que se reproducen asexualmente atópanse moi altas na árbore filogenético, o que significa que son especies novas ou, o que é o mesmo, que non hai especies que se reproducen asexualmente que perduren moito tempo. Caducan inmediatamente". Con todo, advirte que hai excepcións: "Por exemplo, os rotiferos bdelloideos. Son un escándalo evolutivo".

O escándalo publicouse en 1986 nun artigo da revista Nature. O autor do artigo é o biólogo e xenético John Maynard Smith e o título do artigo é representativo: "Contemplating life without sex", é dicir, Mirando una vida sen sexo.

Maynard Smith considerou escandaloso que o bdelloideo formase una familia tan extensa e duradeira, sen sexo. Hai que ter en conta que a familia destes diminutos seres acuáticos é moi numerosa (máis de 450 especies) e levan millóns de anos no planeta Terra (uns 200 millóns de anos). Todo iso a través da reprodución asexual!

Posteriormente, os investigadores descubriron que os bdelloideos teñen un comportamento tan escandaloso debido ao seu fisiología e xenética particular. De feito, cando as condicións da contorna son inadecuadas, procédese ao seu secado. Desta forma mantéñense ata que a contorna volve ser favorable e, de paso, todos as súas parásitos morren. Pero, ademais, teñen una gran habilidade paira resolver o seu xenoma e nese proceso aprovéitano paira renovalo e actualizalo. Grazas a iso conseguiron ser tan numerosos e durar tanto.

Con todo, os bdelloideos son una excepción; os biólogos destacan que o máis habitual é a reprodución sexual. Ademais, Elosegi toma con prudencia este tipo de curiosidades: "Quizá os bdelloideos tamén se reproducen sexualmente algunha vez, sen que nós teñamos rastro diso. Así ocorren, por exemplo, nos fungos: inclúense no grupo de fungos hifomicetes especies descoñecidas pola reprodución sexual, que normalmente se reproducen asexualmente, pero de cando en vez una delas comeza a proliferar sexualmente e dámosnos/dámonos conta de que é un fungo doutro grupo, por exemplo, un basidiomicete. Isto pode ocorrer tamén cos bdelloideos. O certo é que nós non fomos capaces de pillar que se están reproducindo sexualmente, polo que o único que podemos dicir é que sabemos que teñen reprodución asexual".

Os rotiferos bdelloideos son un escándalo evolutivo que, aínda que só se reproducen asexualmente, forman una familia numerosa e permanente. Ed. © C. Boschetti e A.Tunnacliffe/Science

A vantaxe do sexo

"O que está claro é que a reprodución sexual ten algo que lle achega vantaxe", explica Cancio. "Si non, desde o punto de vista evolutivo, non se pode entender. Si a evolución é survival of the fittest, é dicir, si avanza o máis forte ou lixeiro, como explicar a cola do pauma? O tigre é máis fácil de atrapar ao pauma con cola longa e, con todo, paira el é bo ter cola longa e a evolución apostou por iso. Por que? Porque a gran e elegante cola permítelle reproducirse sexualmente, transmitindo así a metade do seu xenoma aos seus descendentes".

Segundo os biólogos, existen dúas hipóteses principais que explican o predominio da reprodución sexual. Un chámase o trinkete de Muller e o outro a teoría ou hipótese da Raíña Vermella. Segundo o primeiro, nas especies con reprodución asexual, as mutacións xenómicas vanse acumulando de xeración en xeración ata que as mutacións impiden a vida. Fronte a iso, os descendentes nados a través da reprodución sexual reciben os xenes de ambos os proxenitores e nesa transmisión é posible perder os xenes mutados.

Cancio compara os xenes dos seus pais coas cartas de xogo: Dalgunha maneira, na reprodución sexual, os xenes mestúranse como se mesturan as cartas, polo que na seguinte xeración as mutacións dilúense.

A hipótese da Raíña Vermella baséase en fuxir dos parásitos. Como a raíña que aparece no libro Alicia alén do espello, os individuos están obrigados a correr paira quedar no mesmo lugar. Si non corren, os parásitos atrápano e destrúeno. "Os individuos tamén herdan os parásitos da súa nai. Estes parásitos están perfectamente adaptados á nai e por tanto preparados paira infectar ao individuo. Pero grazas á reprodución sexual, ese individuo que se crea é diferente aos pais, e os parásitos non poden infectarse", explica Elosegi.

Segundo Elosegi, está estendido que a reprodución sexual susténtese en múltiples variantes, "paira non pór todos os ovos na mesma cesta". Isto ten sentido en especies que teñen moitos descendentes, pero non nas que teñen poucos descendentes como as nosas. "Segundo a teoría da Raíña Vermella, a clave está en que o sucesor sexa diferente dos pais; aínda que sexa o único descendente, é una vantaxe se é diferente aos pais".

Ibon Cancio (izq.) e Arturo Elosegi (dcha. ), Profesores de Bioloxía da UPV. Ed. Ana Galarraga/Elhuyar Fundazioa

En calquera caso, Elosegi determinou que ser moi diferente da nai tamén é malo: "si a nai, como é, está viva, será por algo, así que ser moi diferente é malo. Pero tamén é prexudicial que sexa moi igual, xa que os patógenos están adaptados a ese pouco".

Cancio cre que ambas as hipóteses son compatibles. "Hai probas a favor dun e outro". Por exemplo, Cancio menciona que paira demostrar o trinquete de Muller realizáronse numerosas investigacións con microorganismos, aínda que Elosegi destacou que neles o sexo é "diferente": "Nas bacterias o sexo non é paterno, paira crear crías, senón a unión das dúas bacterias, nas que una dá á outra un plasmido e outra serie de xenes".

Con todo, tanto en investigacións con bacterias como con especies que alternan reprodución sexual e asexual, existen probas favorables á compactación de Muller.

E o mesmo ocorre coa hipótese da Raíña Vermella. Un dos estudos que o demostran foi publicado en 2007 na revista Nature. O artigo titulado "Host-parásite "Rede Queen" dynamics archived in ? sediment" describe a coevolución da pulga de auga Daphnia e as súas parásitos. "Por tanto --di Canciok-- é probablemente un xogo entre ambos, non sabemos en que porcentaxe vai influír un ou outro, pero ambos, o trinkete de Muller e a carreira da Raíña Vermella, veranse afectados".

O amor non é inodoro

Cancio abandona as pulgas de auga e salta á especie humana: "Nós temos uns 30.000 xenes. Deles, os xenes dos nosos principais complexos de histocompatibilidad son os máis polimórficos, os máis distintos dos outros individuos. Son estes xenes os que codifican as armas antiparasitarias".

As estrelas de mar poden ter reprodución tanto sexual como asexual. Ed. Nick Hobgood/CC-BY-NC

É máis, eses mesmos xenes son os responsables do cheiro corporal. E moitos dos xenes que ten o ser humano, uns 3.000, son receptores olfativos. Devandito isto, Cancio seguiu coa explicación: "De feito, non parece que teñamos un gran poder olfativo, pero temos 3.000 xenes paira iso, e o que cheiramos é o principal complexo de histocompatibilidad. Así, a través do olfacto buscamos una parella co maior complexo de histocompatibilidad co noso paira ter fillos con el. Por tanto, os fillos terán una mestura de ambos".

Elosegi resume nunha frase a explicación de Cancio: "O amor é cego, pero non inodoro". Neste sentido, lembraron á compañía estadounidense GenePartner. Segundo explícase na web da compañía, baséanse no experimento realizado polo investigador Claus Wedekind da Universidade de Berna.

Neste experimento, varias mulleres cheiraron unhas camisetas e, a continuación, tiveron que ordenalas da que tiña o cheiro máis atractivo á máis asombrosa. Estas camisetas foron vestidas por varios homes durante tres días consecutivos, polo que cada camiseta tiña o cheiro do home que as levou. Pois ben, os resultados indican que o cheiro dos homes co maior complexo de histocompatibilidad co seu era o máis atractivo paira as mulleres.

Por iso, GenePartner analiza os xenes do principal complexo de histocompatibilidad dos seus clientes e permite crear parellas xeneticamente diferentes. En palabras de Gene Partner, "deste xeito sentan as bases paira una relación estable e agradable". Ademais, confirman que terán nenos sans.

Efectos secundarios do sexo

Pero o sexo tamén ten os seus contras. Uno deles é o prezo a pagar a cambio, segundo Elosegi: "O prezo evolutivo é moi caro. A metade das crías non se reproducen. Como máximo conseguirán cubrir e fecundar unha femia. Pero a metade das crías son machos e os machos non teñen cría".

O amor é cego pero non cheira. O olfacto é a forma na que se elixe á parella co maior complexo de histocompatibilidad co propio. Ed. Misko/CC-BY

E a situación é aínda máis complicada en especies con máis de dous sexos. De feito, Cancio mencionou uns fungos con miles de sexos diferentes ( Schizophyllum commune ): "Normalmente distínguense dous sexos en función do tamaño e número de gametos que producen: os que producen moitos e pequenos gametos son machos e os que producen grandes e raros, femias. Con todo, estes fungos teñen moitas variantes, cada una delas é un sexo".

Sen ir tan lonxe e a pesar de ter só dous sexos, Elosegi explica que estar especializado en crear gametos grandes e illados e outros en producir gametos moitos e pequenos produce asimetrías: "Emea investiu moito máis que os machos no seu gameto e non só en enerxía. De feito, as oportunidades perdidas son tamén una investimento, é dicir, a femia, ao fecundarse, perde a posibilidade de volver a germinar durante un longo período de tempo, o que non ocorre no macho. Así que os intereses do macho e a femia non coinciden".

Por outra banda, aínda que algunhas mutacións permiten perder, en realidade, o risco de que se produzan trisomías e outras irregularidades na meiosis é moi elevado. "Isto é moito máis abundante na reprodución sexual que na asexual. Iso é un custo", dixo Elosegi.

"Ademais, hai traballo paira atopar parella", engade Cancio. Ambos os biólogos lembran o ocorrido co oso dos Pireneos: todos os que finalmente naceron foron machos, o que provocou a perda de poboación.

Si, o sexo é caro. Pero como sería o mundo sen sexo? Elosegi deu una resposta rotunda: "Sería moi aburrido. Mira á contorna e as estruturas e comportamentos máis rechamantes que ves, os máis curiosos e os máis destacados teñen que ver co sexo: os cantos de paxaros, as cores dos lúmenes, o cu dos mandriles, as espectaculares danzas... Sen sexo, todo iso acábase. O mundo sería moi gris".

A mellor opción é ser hermafrodita?

Cancio afirma que o hermafroditismo pode ser a mellor opción paira non gozar de todos os beneficios do sexo nin de ningunha das súas desvantaxes: "É dicir, que uno sexa femia e macho".

Con todo, o hermafroditismo non é moi habitual, polo que non é tan exitoso como parece. Cancio explica por que: "Porque no mesmo corpo tes o macho e a femia, e os intereses dun e outro non son iguais. Por tanto, compite no mesmo corpo".

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

Elosegi reforza o devandito por Cancio: "É imposible deseñar una máquina paira facer una cousa e o contrario, e que a máquina funcione e sexa eficiente sen problemas. E aquí tamén pasa o mesmo".

Con todo, hai casos como calma, carafio, plantas, peces, etc. Nos peixes, ademais, hai hermafroditas simultáneas e hermafroditas alternas: nun tempo son machos e logo convértense en femias ou viceversa.

Non ten que ser razoable

Una dos paradoxos máis destacados polo sexo é a cola do pauma, pero hai moitos casos similares. É coñecida a polémica suscitada respecto diso por Alfred Rusel Wallace e Charles Darwin. Paira Wallace, na orixe destas características espectaculares, pero incomprensibles desde o punto de vista da duración da especie, sempre existía una razón "razoable". Paira Darwin esta razón non tiña por que ser razoable. Podería suceder, simplemente, que a unha femia pauma gustásenlle os machos longos e con ela os seus crías; os críos machos herdarían una cola longa e as crías femias, o gusto polos machos longos. É dicir, a orixe desta característica pode ser un capricho.

Pauma. Ed. Fundación Elhuyar

Segundo Elosegi, o tempo e as investigacións deron a razón a Darwin. "Hai dúas hipótese: good xenes, mellor xene e sexy son, fillo atractivo. E hoxe en día hai suficientes evidencias sexy son que demostran a hipótese de que nalgúns casos non hai una razón razoable detrás do éxito dun macho".

Elosegi lembra o traballo do prestixioso ornitólogo Richard Prum paira explicalo: "Prum traballou moito coas cores das plumas das aves e deixou claro que ás veces é así, que os paxaros con cores máis intensas non teñen por que ser máis sans ou mellores xenes. De cando en vez un ave atopa como facer unha cor nunca visto, o que lle dá un gran éxito entre as femias, estendendo esta nova coloración. Iso non quere dicir que a hipótese do bo é equivocada, non exclúe á outra".

Evolución do pene

Segundo Ibon Cancio, poucas estruturas teñen a mesma variedade de especies que o pene. "Por suposto, neste aspecto, o aparello reprodutor das femias é similar ao do pene, xa que as femias teñen que coincidir unhas con outras, pero normalmente ao estar o órgano ao descuberto e as femias ocultas, é máis fácil examinar o pene que a parte das femias ou o aparello reprodutor", precisou Cancio.

O pene máis antigo atopado é de fai 425 millóns de anos. O seu propietario era un crustáceo que quedou atrapado no fondo do mar, baixo as cinzas dun volcán, no lugar actual de Herefordshire (Inglaterra). Foi descuberta no ano 2003 e recibe o nome científico de Colymbosathon ecplecticos, un sorprendente nadador de gran pene.

Hoxe en día, miles de especies que existen no mundo teñen bastóns moi variados: grandes, pequenos, de catro cabezas, giratorias... Algúns teñen máis dun pene: algunhas serpes e lagartos teñen dobre pene, e os platelmintos mariños, decenas. Entre os insectos hai una gran prosperidade, pero o máis longo de todos eles é o crustáceo Balanus glandula, cun pene 40 veces máis longo que o corpo.

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

Con todo, as formas de levantarse son moito máis limitadas. Nos mamíferos hai tres: por medio dun óso (roedores, carnívoros, a maioría dos primates); por medio dunha estrutura fibroelástica (porco, touros, baleas); e só hidráulicos (home, cabalo, armadillo).

Con tantas variantes é difícil destacar algunha, pero Arturo Elosegi e Ibon Cancio coinciden en considerar un pene humano especial. En comparación cos familiares próximos, o pene humano, ademais de grande, é curioso. A diferenza dos demais, ten a cabeza no extremo (glandé) e una coroa ao redor dela.

Elosegi e Cancio creen que a estrutura tan especial ten que ser "paira algo" e expoñen a hipótese de substituír ao seu fillo. Uno dos pais desta hipótese é o psicólogo evolucionista Gordon Gallup, quen tamén realizou estudos experimentais paira demostrar que a hipótese é correcta. Os resultados foron publicados no artigo "The human penis as a seme displacement device", é dicir, "O pene humano como dispositivo de substitución do seu fillo".

Segundo a hipótese, o aspecto do pene non é froito do azar, senón do impulso da función ao longo da evolución. A función é expulsar ao fillo que outro macho deixou na vagina da femia. Paira iso é especialmente eficaz a coroa que rodea á glande. Segundo Elosegi, de aí dedúcese que a especie humana non foi (e non) tan monógama como algúns creen.