Artículos sobre ciencia y tecnología de Mauricio-José Schwarz publicados originalmente en El Correo y otros diarios del Grupo Vocento

julio 09, 2011

Cuando la evolución inventó el sexo

Tulip - floriade canberra
Las flores no son sino los órganos sexuales
de las plantas.
(Foto GFDL o CC de By John O'Neill,
vía Wikimedia Commons)
Todos tenemos la imagen a partir de algún punto de nuestra educación: una célula, para reproducirse, se divide, duplicando su carga genética y sus organelos para dar origen a dos células esencialmente idénticas.

Este sistema de reproducción, con algunas variantes, fue el único que utilizó la vida en nuestro planeta durante la mayor parte de la historia. La Tierra se formó hace unos 4.500 millones de años y la vida surgió hace sólo 3.800 millones de años, según los más antiguos fósiles de seres unicelulares que conocemos. A lo largo de los siguientes 1.800 millones de años, estas células evolucionaron, se modificaron y se desarrollaron, siempre reproduciéndose por división celular simple y empleando mecanismos, como el aprovechamiento de las mutaciones y ciertas formas de intercambio genético entre distintos individuos para conseguir alguna variación genética.

Un ser unicelular que se reproduce asexualmente puede refrescar su acervo genético mediante la transferencia genética, como las bacterias que transfieren material genético a otra, o absorbiendo trozos de ADN que hallan libres en su medio, o bien cuando un virus toma un trozo de ADN de una célula y, al infectar otra, se lo inyecta.

La supervivencia y la evolución de las especies dependen de la riqueza genética. Mil sujetos genéticamente idénticos producidos asexualmente por un sujeto original tienen todos las mismas fortalezas y las mismas debilidades, y reaccionarán casi igual a los cambios del entorno: temperatura, salinidad, irradiación solar, competencia por los recursos o enfermedades. Un virus exitoso puede acabar con los mil sujetos de modo bastante eficiente y rápido.

Pero si el sujeto original mezcla sus genes con los de otro sujeto de modo aleatorio y tiene mil descendientes con distinta carga genética, algunos de estos descendientes serán más resistentes que otros en ciertos aspectos ante ciertos cambios y tendrán mejores oportunidades de sobrevivir y reproducirse, transmitiendo sus genes a las generaciones posteriores.

El mecanismo de la reproducción sexual requiere que la célula se divida sin reproducir su ADN, sino separando los pares de cromosomas en dos paquetes, un cromosoma de cada par en cada uno. En el ser humano, nuestra carga genética es de 23 pares de cromosomas, y cada una de nuestras células germinales (espermatozoides u óvulos) tiene sólo 23 cromosomas, repartidos aleatoriamente. Esos 23 cromosomas a los de la otra célula germinal cuando se da la fertilización, es decir, cuando un espermatozoide se une a un óvulo. El individuo resultante será parecido a sus dos progenitores, pero distinto de ellos.

Y ésa es precisamente la esencia de la reproducción: una variación aleatoria seleccionada por el medio ambiente.

No es extraño que al aparecer la reproducción sexual hace unos 1.200 millones de años hubiera una verdadera sacudida que abrió horizontes de cambio y adaptación antes insospechados. La variedad de la vida se multiplicó, como lo demuestra el hecho de que hay más especies de seres con reproducción sexual que de seres con reproducción asexual.

Así aparecieron primero seres multicelulares como las algas, y hace 600 millones de años surgen los animales simples. Les siguieron variaciones verdaderamente asombrosas, construyendo posibilidades con base a unos pocos temas, como en una obra de Bach: artrópodos (de donde vienen todos los insectos, los arácnidos y los crustáceos marinos), animales complejos, peces, anfibios, reptiles, mamíferos y aves.

Y las plantas también hicieron su parte en la variación de la vida: esporas, tallos, raíces, hojas, semillas y, el más reciente desarrollo, las flores (que llevan con nosotros sólo 130 millones de años, de modo que no las conocieron los dinosaurios durante la mayor parte de su reinado sobre el planeta).

Sin embargo, la reproducción sexual que ha sido responsible de esta enorme variedad no parece una ventaja para el individuo. En lugar de una reproducción asexual, segura y rápida, la existencia del sexo implica encontrar a una pareja que satisfaga nuestras expectativas y cuyas expectativas a su vez se vean satisfechas por nosotros. Los requisitos pueden ser sencillísimos o complicados, que impliquen una ventaja obvia (como salud, fuerza o habilidad) o ser simplemente cuestión de estética, como las plumas del pavorreal o los colores de muchos peces.

Ante este problema, junto a la complejidad de la reproducción sexual evolucionó el comportamiento sexual, es decir, la enorme variedad de estrategias que hacen que uno de los sexos fertilice al otro. Desde la sencilla polinización aérea de algunas plantas hasta los complejos rituales y danzas de apareamiento de especies como las de las aves del paraíso (por no mencionar el cortejo humano, complicado además por asuntos culturales), pasando por el singular fenómeno de satisfacción placentera que es el orgasmo, la evolución nos ofrece satisfacciones individuales inmediatas para el sexo ante el hecho de que la ventaja es de especie y a largo plazo.

El surgimiento de la reproducción sexual no canceló otras posibilidades, por supuesto. Para muchos animales, las variaciones son la excepción y no la regla, como es el caso de las especies que pueden reproducirse sexual o asexualmente según las condiciones de su entorno.

Una de las formas más comunes de reproducción asexual es la partenogénesis, un proceso común entre las hembras de algunos gusanos nemátodos, artrópodos (como abejas o escorpiones), reptiles, peces e incluso algunas aves. En esta forma de reproducción, el óvulo conserva la totalidad de sus pares de cromosomas y se reproduce dando como resultado un clon, es decir, un animal genéticamente idéntico a su progenitor.

Para esas especies, la reproducción asexual es una opción que permite la supervivencia de la especie aún en condiciones difíciles.

La pregunta que, sin embargo, sigue enfrentando la ciencia mientras estudia la sexualidad de las más diversas especies, es exactamente por qué existe la reproducción sexual, cómo surgió y por qué ha triunfado. Material de estudio para muchas generaciones de investigadores que siguen multiplicándose… mediante la reproducción sexual.

¿Cuántos sexos?

Nos resulta natural pensar en términos de gametos macho o hembra, donde el macho es un célula pequeña o esperma que determina el sexo del descendiente y el hembra es una gran célula o huevo. Pero hay muchas otras posibilidades. Hay algas verdes con gametos iguales diferenciados sólo por algunas características, y se llaman “más” y “menos”, seres hermafroditas como la lombriz de jardín que son machos y hembras a la vez, seres que determinan su sexo con cromosomas Z y W en lugar de X e Y, y, el gran campeón, un lagarto llamado uta que tien tres formas de machos y dos de hembras. Variedad no falta.