Biología Sexacional
Comienzo con la frase "qué sería la vida sin la reproducción y al pensarla, me doy cuenta que da para reflexionar mucho. Cada uno de nosotros somos productos de la reproducción sexual y la naturaleza está repleta de ella. Para la evolución orgánica, probablemente ha sido una herramienta muy eficaz que le permitió a los organismos escaparse del estándar de solamente duplicar material genético, repartirlo y corporizarlo en organismos iguales sin ninguna variabilidad en particular. O puede que haya sido una vía alternativa a algún factor que hizo replantear la configuración de varios niveles biológicos (químicos, celulares, tisulares).
El origen de la sexualidad en los organismos data de hace tres mil millones de años a partir de la asexualidad. La reproducción asexual fue la primera y única opción de muchos organismos unicelulares en eras pasadas, aunque hoy en día una gran parte de ellos siguen utilizando esta vía, incluso los organismos más complejos. Este tipo de reproducción tiene una pequeña desventaja, la progenie que se produce es igual a su parental a nivel genético y morfológico, son literalmente clones; pero asimismo tiene una contraparte beneficiosa: su reproducción es masiva. O sea, se pueden crear una gran cantidad de individuos en poco tiempo, como en Star Wars. Un grupo que aún sigue reproduciéndose de esta manera son los procariotas (las bacterias). Aun así pueden realizar un tipo de reproducción muy particular llamada parasexual, porque parece como si dos bacterias se reprodujeran entre sí, aunque sabemos que no es tan así. Por lo general están relacionados con el intercambio génico. Un ejemplo, es la conjugación donde el intercambio se da mediante una estructura de unión llamada pili sexual en la cual las células intercambian cortas secuencias de material genético que pueden llevar o no a la producción de nuevos individuos a partir de progenitores. Otros simplemente recombinan partes génicas y la incluyen en su genoma ya establecido. De esta forma, la variabilidad genética que confiere esta "pseudo-reproducción sexual" es una enorme ventaja a la hora de enfrentar ambientes cambiantes y sobrevivir, por ejemplo, a los antibióticos.
Tras la aparición de la célula eucariota (células con núcleo), la evolución incluyó procesos tales como la fusión nuclear para generar nuevos individuos. Además esta condición eucariótica permitió que aparezcan organismos multicelulares, y con ellos, la especialización de células, por lo que ahora hay células encargadas exclusivamente de la reproducción del organismo...las gametas y con ellas, la reproducción sexual.
Ahora bien, la vida en la Tierra se deriva enteramente de estas criaturas unicelulares, entonces ¿Por qué este método de reproducción asexual, simple aunque eficiente, fue siendo paulatinamente reemplazada en organismos derivados por reproducción sexual? Se supone que los cambios evolutivos se mantendrán en las poblaciones cuando proporcionen una mejor adaptación al ambiente. Este nuevo tipo de reproducción acarreó muchos cambios y configuraciones nuevas, tanto en los organismos como en su información genética. Sin embargo, no todas son ventajas, ya que la reproducción sexual es un proceso extremadamente costoso en todos los niveles, desde los niveles micro, como las células, hasta niveles macro, como la ecología.
Un problema que tuvieron que resolver los organismos con reproducción sexual fue evitar que generación tras generación la cantidad de material genético creciera indefinidamente, esto se solucionó al disminuir la carga genómica del individuo a la mitad, dándose unas células especializadas mediante otro tipo de división celular específica: la meiosis. Es increíble que unas pocas células se desvíen del método de división básico (mitosis) para realizar la meiosis, división que plantea una repartición del genoma a la mitad y, además, recombina genes de los parentales, cambiando totalmente las reglas del juego. WOW. Hasta ahora, los biólogos evolutivos no han sido capaces de proponer una sola explicación adecuada en cuanto a cómo las células somáticas se reproducen por mitosis mientras que los gametos son producidos por meiosis.
Echemos un vistazo a las distintas formas que tienen los seres vivos para reproducirse. En animales, la reproducción tanto asexual como sexual está muy bien afianzada entre los diferentes grupos. Comenzando por los invertebrados, donde por lo general la reproducción sexual predomina sobre la asexual. En las esponjas, por ejemplo, cada individuo puede producir gametos de forma asincrónica (masculinas o femeninas) y, como son monóicos, un solo individuo es capaz de producir gametos femeninos o masculinos. Situación similar ocurre en muchos moluscos, medusas y corales.
En este gran grupo informal llamado invertebrados podemos encontrar otros ejemplos, como el de nemátodos que presentan un dimorfismo sexual, donde los machos son más pequeños que las hembras, mostrando así esta distinción entre sexos en grupos basales.
En invertebrados más derivados, como los artrópodos (insectos, miriápodos, arácnidos y crustáceos), la reproducción sexual no sólo implica dimorfismo sexual sino también comportamientos de cortejo y otros actos destinados a la copulación y posterior fecundación. El típico ejemplo de "este se queda con la minita". En relación al dimorfismo sexual, un hallazgo sorprendente fueron los cromosomas sexuales, estudiados primeramente en este gran grupo. Estos cromosomas particulares son importantes en la expresión y desarrollo de las características típicas de hembras o machos en todos los organismos.
En vertebrados, la reproducción sexual se torna más compleja, reuniendo no sólo los conceptos de dimorfismo sexual y cortejo sino también los de cuidados parentales (aunque los artrópodos como las arañas también presentan cuidados parentales), sistemas poliándricos o poligínicos y cromosomas sexuales. En este grupo hay una diversidad enorme de ejemplos, podríamos destacar algunos grupos de aves donde se aprecia una distintiva diferencia entre hembras y machos, éstos últimos frecuentemente ornamentados.
En plantas, la reproducción sexual es distinta. Ellas presentan dos fases, como dos plantas distintas donde una es diploide (tiene la cantidad completa de cromosomas de la especie) y es llamada esporofito y otra es haploide (con la mitad de los cromosomas) o gametofito. Como sus nombres lo indican, el primero produce esporas y el segundo gametos. Básicamente un esporofito libera esporas que al caer al suelo, se multiplica y da origen al gametofito el cual produce espermatozoides y la oocélula (que son análogas al espermatozoide y óvulo animal) que al unirse originan un nuevo esporofito. Es el famoso "Ciclo sin fin" de "El Rey León".
Ahora bien una de estas fases suele ser dominante respecto a la otra. En el caso de los musgos, las plantas terrestres más basales, la fase gametofítica es la que vemos en esos húmedos muros, y la otra fase solo aparece cuando hay mucha humedad y en el momento propicio para la reproducción. Sin embargo, en las plantas con flor, las más derivadas, la cosa...se complica un poquito. La fase esporofítica, que estaba rezagada y dependía del gametofito, ganó terreno con el pasar de los millones de años y es la que domina en este grupo de plantas (o sea que ese árbol que ves por ahí es el esporofito).
¿Qué pasó con el gametofito? Como si la evolución fuese vengativa, en estas plantas más modernas, esa fase es la que ahora está destinada solo a participar en la reproducción, por lo que la encontraremos solamente en las flores. Si nos ponemos a pensar, es como si viéramos una planta dentro de otra. En la parte "femenina" de la flor vulgarmente conocida como pistilo, encontramos al gametofito femenino (solo produce gametas femeninas) y en la parte masculina, los estambres, encontramos el polen donde está almacenado el gametofito masculino (que produce gametas masculinas).
Una innovación a nivel evolutivo muy relevante en las Angiospermas es la doble fecundación; dando como resultado, por un lado el cigoto, futuro embrión y nuevo organismo hijo, y por otro, la materia de reserva para el mismo, el endosperma (una onda placenta versión planta).
La reproducción como proceso evolutivo se encuentra dentro de los sistemas inevitables para los organismos y se muestra en primer plano como factor determinante de la diversidad y complejidad del mundo natural.
-Tomás Larroquette & Mauricio Landi
Bibliografía:
Sexo y evolución: una propiedad básica de la vida. (21 de octubre de 2012). El mundo. https://www.elmundo.es/blogs/elmundo/sapiens/2012/10/21/sexo-y-evolucion-1-una-propiedad-basica.html
Evolución del Sexo. (22 mayo de 2019). AllAboutScience.org. https://www.allaboutscience.org/spanish/evolucion-del-sexo.html
Almansa, J. C. s.f. Capítulo 9: La Evolución del sexo. Disponible en: https://sesbe.org/sites/sesbe.org/files/recursos-sesbe/evol_sex.pdf
Navajas-Pérez, R. s.f. Sexo, plantas y evolución: una visión sobre los cromosomas sexuales en vegetales. Disponible en: https://wpd.ugr.es/~rnavajas/wp-content/uploads/2017/03/rnavajas_seminarios.pdf