Evolución

Un estudio a nivel molecular nos acerca al porqué del sexo

Hallan nuevas pistas sobre los mecanismos que han hecho que la reproducción sexual se imponga a la asexual, uno de los grandes enigmas de la biología evolutiva.

Una bailarina exótica en una feria sobre sexo en México.

Una bailarina exótica en una feria sobre sexo en México. Reuters

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Friedrich Nietzsche decía que "el sexo es una trampa de la naturaleza para no extinguirse". Sin embargo, hoy sabemos que la utilidad del sexo no puede estar simplemente en la perpetuación de la especie, tal y como indicaba el filósofo alemán, ya que existen formas asexuales de reproducción que además resultan menos costosas.

En la actualidad existen muchas hipótesis sobre por qué ha triunfado el sexo sobre otras formas de reproducción, pero en los últimos años han destacado algunos estudios que analizan la evolución del sexo a nivel molecular, ya que esto permite estudiar las mutaciones exactas que se han perdido o ganado durante la reproducción.

En este sentido, un reciente estudio publicado en la revista Nature ha ofrecido otra pista sobre este controvertido asunto, desvelando algunos de los mecanismos gracias a los cuales el sexo es capaz de acelerar la adaptación de las especies a su entorno.

La reproducción asexual es menos costosa

Uno de los motivos por los que el sexo se ha convertido en uno de los grandes caballos de batalla de la biología evolutiva es por las aparentes ventajas que tienen las formas de reproducción asexual, como la bipartición o la partenogénesis, entre otras muchas.

Según los autores del estudio, liderados por el investigador Michael Desai, del Departamento de Biología Evolutiva de la Universidad de Harvard, "en principio, la reproducción asexual debe ser más eficiente, ya que evita los costes del apareamiento y permite que cada individuo pase todo su material genético a su descendencia", en lugar de la mitad, como sucedería con el sexo. Además, un linaje formado por dos sexos diferenciados producirá la mitad de descendientes que uno formado por organismos asexuales, ya que uno de los sexos no colabora en la producción de crías.

Aun así, pese a que los mamíferos y las aves son prácticamente los únicos grupos que no tienen especies asexuales, entre los que las tienen -como peces, reptiles, plantas e insectos- suele haber muy pocos casos. La conclusión, por tanto, es que a pesar de las aparentes ventajas de la reproducción asexual, a largo plazo, el sexo termina por imponerse.

¿Por qué ganó el sexo?

Existen muchas líneas de investigación que tratan de responder a esta pregunta, pero gran parte de las hipótesis se han centrado en las desventajas de la reproducción asexual que están relacionadas con la falta de variabilidad genética entre los descendientes. La prole resultante de este tipo de reproducción consiste en una serie de copias genéticamente equivalentes a sus padres, mientras que el sexo es capaz de crear genotipos novedosos más rápidamente, al mezclar la composición genética de los progenitores.

Dentro de esta linea de trabajo, una de las hipótesis más utilizadas en la literatura científica es que los organismos que se reproducen sexualmente se pueden adaptar más rápidamente a los cambios en su entorno. O, dicho de otro modo, el sexo acelera la adaptación.

Efectivamente, diversos experimentos anteriores ya habían indicado que este supuesto podía ser cierto, aunque dichos estudios no habían sido capaces de determinar los mecanismos que provocaban este efecto a nivel molecular.

Para intentar encontrar estos mecanismos, el equipo de Desai se ha centrado en estudiar diversos aspectos de la reproducción a nivel genético. Para ello, los investigadores compararon la evolución de dos poblaciones, sexual y asexual, de un tipo de levadura (Saccharomyces cerevisiae). Tal y como habían indicado experimentos anteriores, los resultados mostraron que las poblaciones sexuales se adaptaron a las condiciones del entorno significativamente más rápido que las poblaciones asexuales.

A partir del experimento, Desai y su equipo analizaron cómo el sexo podía aumentar la probabilidad de combinar varias mutaciones beneficiosas en un solo individuo, estudiando lo que se conoce como interferencia clonal.

Competencia vs combinación

Si en una especie que se reproduce sexualmente surgen a la vez varias mutaciones beneficiosas, es posible que todas ellas acaben por combinarse en un solo individuo de la progenie, dado que dichas mutaciones no compiten entre sí, con lo que es posible transmitir las dos a la vez.

Sin embargo, en la reproducción asexual, las mutaciones compiten entre sí y no pueden mezclarse, aunque ambas se consideren positivas para la adaptación. Es decir, que durante el proceso se pueden perder muchas mutaciones beneficiosas, en perjuicio de otras que sean ligeramente mejores. Este tipo de competición es lo que se conoce como interferencia clonal.

Los resultados del estudio han confirmado que efectivamente el sexo reduce esta interferencia y por lo tanto aumenta la velocidad de la adaptación. "Hemos observado que efectivamente el sexo provoca la combinación de mutaciones positivas que de otro modo habrían competido e interferido entre sí", explica Desai a EL ESPAÑOL.

Además, el estudio también ha mostrado cómo la recombinación, un proceso básico de la reproducción sexual, es capaz de eliminar de forma más eficiente las mutaciones perjudiciales, evitando que se fijen en la población.

En conjunto, los resultados obtenidos por Desai y su equipo muestran que el sexo aumenta la velocidad de adaptación, tanto mediante la combinación de mutaciones beneficiosas, como por la eliminación de las perjudiciales. "En otras palabras", explica este investigador, "el sexo hace que la selección natural sea más eficiente a la hora de separar las mutaciones beneficiosas de las perjudiciales".