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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

¿Para qué sirven los machos?

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La reproducción sexual es un mecanismo de limpieza de mutaciones perniciosas.

Aunque parezca mentira, uno de los misterios de la Biología aún no completamente elucidado es para qué sirve el sexo, esa actividad por la que muchos, e incluso muchas, preferirían perder una mano antes de no poder disfrutarla. Creámoslo o no, los biólogos aún debaten la razón de su existencia.

Y es que el sexo, en tanto que mecanismo reproductivo, es bastante ineficaz, a pesar de lo divertido que, en general, resulta. El sexo permite generar descendencia solo a la mitad de la población. En el caso humano (también en el de casi todas las especies animales), solo las mujeres pueden dar a luz, lo que deja a los hombres como meros depósitos de material genético para uso de estas en la importantísima tarea del mantenimiento de la especie. Más eficaz sería si todos, machos o hembras, hombres o mujeres, pudiéramos generar descendencia de manera independiente, sin tener que mezclar nuestras células y genes con otro individuo. Sin embargo, lo que los biólogos no dudan hoy es que si la reproducción sexual ha sido seleccionada durante miles de millones de años de evolución es porque este modo de reproducirse es el que permite la adaptación al entorno y la supervivencia de las especies. Muy bien, pero ¿por qué?

Se han considerado varias hipótesis para intentar explicar este hecho incontrovertible. La más plausible de ellas es que la reproducción sexual es un mecanismo de limpieza de mutaciones perniciosas que, de no llevarse a cabo, generaría una acumulación de estas que conduciría a la extinción de las especies. Es cierto que si nos reprodujéramos por gemación –por ejemplo generando nuevos seres humanos a partir de los dedos de las manos, que se irían desprendiendo, una vez convertidos en diminutos bebés, y serían luego reemplazados por nuevos dedos que se convertirían en más bebés–, las mutaciones que se fueran produciendo en nuestro genoma a medida que las células se reprodujeran se irían acumulando a lo largo de las generaciones. Finalmente, no habría individuo en la población sin un conjunto de mutaciones que le impidiera reproducirse, o simplemente sobrevivir, lo que aseguraría la extinción.

La reproducción sexual dificultaría esta acumulación de mutaciones perniciosas en la población por varios mecanismos, uno de los cuales es la selección sexual. En general, uno de los sexos (normalmente el macho) compite por el acceso al otro sexo, y este segundo (normalmente la hembra) selecciona a los ganadores de la anterior competición. Esta selección sexual, unida a la mezcla de los genomas de dos individuos que conlleva la reproducción sexual, y que genera nueva diversidad genética, favorece la reproducción de solo los genéticamente más sanos, y se cree que elimina de la población las mutaciones más perniciosas, cuya acumulación podría conducir a la extinción de la especie.

Endogamia y extinción

Hasta hoy, esto no dejaba de ser una hipótesis que solo contaba con el apoyo de consideraciones teóricas y de simulaciones por ordenador. Por ello, un grupo de investigadores se propusieron realizar un experimento evolutivo con seres vivos para intentar confirmar o refutar esta hipótesis en la compleja realidad de la vida. En 2005, comenzaron a criar en el laboratorio al pequeño Tibolium castaneum, más conocido como el escarabajo rojo de la harina que, en ocasiones, podemos degustar cocinado al horno dentro de algún trozo de pan.

Los investigadores mantuvieron durante siete años a cuatro poblaciones diferentes de estos escarabajos. La primera población estuvo sometida a una fuerte selección sexual por el simple método de colocar a machos y hembras en una relación de nueve a uno, respectivamente. En estas condiciones, el acceso a las hembras estaba limitado solo a los “mejores“ machos. En otra población, el sesgo fue en sentido contrario, con un macho por cada nueve hembras, una proporción, en lo que a mi concierne, mucho más divertida. Aún otra población de escarabajos se mantuvo en la proporción de una hembra por cada cinco machos. Finalmente la cuarta población se mantuvo en estado de monogamia obligada, con un macho por cada hembra. Estas poblaciones se reprodujeron por alrededor de cincuenta generaciones, lo que para nosotros los humanos hubiera supuesto alrededor de mil años.

Tras este periodo de diferente presión selectiva sexual, los investigadores determinaron el número de mutaciones perniciosas que se habían acumulado en las diferentes poblaciones de escarabajos mediante el procedimiento de dejar reproducirse a hermanos y hermanas, es decir, de generar una situación de endogamia, el tipo de reproducción sexual más parecida a la reproducción por gemación. Como es bien sabido, la endogamia genera individuos que han heredado prácticamente las mismas variantes génicas de ambos progenitores, lo que en el caso de estos escarabajos rebelará la proporción de mutaciones perniciosas acumuladas en los diferentes regímenes reproductores. Si la selección sexual sirve para limpiar los genes de la población de este tipo de mutaciones, es de esperar que los escarabajos reproducidos bajo fuerte selección sexual tengan una menor proporción de las mismas en su genoma.

Y esto fue precisamente lo que se observó. Los escarabajos reproducidos en proporción de nueve machos por cada hembra resistieron hasta veinte generaciones en régimen de endogamia antes de extinguirse. Por el contrario, la población mantenida bajo el régimen de menor selección sexual (nueve hembras por cada macho) se extinguió solo al cabo de diez generaciones en endogamia. Estos resultados, publicados en la revista Nature, parecen indicar que los pobres y vilipendiados machos finalmente sí servimos para algo: nada menos que para evitar la extinción de las especies.

Referencia: Sexual selection protects against extinction. Alyson J. Lumley et al. Nature (2015). www.nature.com/doifinder/10.1038/nature14419

Obras de divulgación de Jorge Laborda

Quilo de Ciencia Volumen I. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen II. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen III. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen IV. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen V. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen VI. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen VII. Jorge Laborda

Circunstancias encadenadas. Ed. Lulu

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Una Luna, una civilización. Por qué la Luna nos dice que estamos solos en el Universo

One Moon one civilization why the Moon tells us we are alone in the universe

Adenio Fidelio

El embudo de la inteligencia y otros ensayos


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