Casi todo el contenido que he ido publicando en el blog en estos meses, tras mucho tiempo de abandono, gira en torno a un tema: organismos, especialmente bichos, que son capaces de vivir y reproducirse con un número raro de cromosomas y retan nuestro entendimiento de la biología.
Que me atraen las excepciones no es ningún secreto, siempre estoy hablando de ellas. Claro, las cosas que entusiasman siempre pueden ponerte en el riesgo de ser crédulo, de no juzgar con suficiente claridad la importancia de algo, por el sesgo que genera la emoción de descubrirlo. Cabe esa posibilidad, hay que convivir con eso.
El caso es que pienso que estos bichos (y plantas) tienen mucho que enseñarnos sobre cómo son capaces de regular sus procesos de meiósis, cómo pueden distinguir y hasta "barajar" con tanta precisión sus cromosomas. Y entre ellos, los que tienen un número cromosómico raro -pero que muy raro, en muchos de ellos no se trata de una simple triploidía de un solo cromosoma, o de un cromosoma aislado extra [el caso de las mulas], sino de triploidías completas; en algunos se alcanza hasta la pentaploidía] - hacen que nos planteemos la pregunta de cómo lo consiguen, sobre todo porque en seres humanos cualquier desviación del número euploide de cromosomas provoca trastornos graves.
De modo que voy presentando estos casos, y tengo la intención de revisitar y extender algunos posts que ya he escrito, es una forma de entender todo esto, y de elaborar mejor la informaición; un proceso en el que primero intento presentar los datos, y luego -con tiempo- reelaborarlos, espero. Visto desde fuera puede parecer un poco repetitivo, pesado, y sí, un puntito obsesivo :).
Esta semana le toca el turno a una vista general de lo que es el parasitismo sexual. Quiero extender este post para encajar mejor tres puntos, el primero es cómo actúan las especies hermafroditas, el segundo es explicar cuándo se trata de parasitismo intraespecífico y cuándo se debe a especies híbridas, y el tercero hablar un poco de la evolución de este parasitismo.
En posteriores semanas también quiero presentar mejor a las salamandras del género Ambystoma, explicar por dónde se distribuyen, qué es el complejo Ambystoma, etc.
Y otra cosa que tengo pendiente es revisitar lo de la reproducción de las mulas, tengo varios flecos sueltos que quiero explicar mejor.
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Siempre que hablo de estos temas, tienen que salir ellas, las pequeñas salamandras unisexuales que se reproducen "asexualmente" pero que necesitan de mucho sexo para reproducirse. [1]
Hay algunos sistemas de reproducción que nunca ganarán un concurso de popularidad, pero que plantean un gran reto a nuestra forma de entender qué es reproducción sexual y qué no, además de desplegar todo un arsenal de ingeniosísimos recursos para… en definitiva para salirse con la suya en contra de las tradicionales bases de la meiósis y recombinación de gametos.
El parasitismo sexual consiste en que un organismo de una especie bisexual o hermafrodita usa los gametos de otro individuo para propagar su propio genoma, y descarta el genoma de su compañero sexual. Usar y tirar, el compañero sexual no gana nada por aparearse con estos parásitos sexuales, en realidad no propaga su genoma, sus genes nucleares se descartan, bien en la generación de sus hijos o bien en la generación de sus nietos, según sea el método reproductivo que use el parásito sexual.
Antes de continuar, "parasitismo sexual" también se puede referir a la extraña dependencia que algunos machos alcanzan de los recursos del cuerpo de la hembra con la que se aparean, como es el caso del pez Ángel; esto es debido a que en biología algunos términos tienen más de un sentido, es una ciencia un poco "recicladora" de expresiones. Pero como se puede entender, ambas cosas son totalmente diferentes, el pez Ángel se aprovecha de los recursos nutritivos de su hembra, aunque en todo lo demás es su más fiel servidor sexual.
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Así que ¿cómo se las ingenian estos parásitos para estafarles la oportunidad de transmitir su genoma sexual a sus parejas sexuales? Jugando con la forma en que generan sus gametos, aquí viene el esquema[2]:
En la reproducción sexual corriente, los individuos forman los típicos gametos haploides de toda la vida, el óvulo y el espermatozoide. Pero estos individuos han encontrado recursos para replicar únicamente su propio genoma en un paso o en dos.
La ginogénesis y la androgénesis son sistemas de un solo paso…
En la primera, la ginogénesis, el óvulo necesita del estímulo del espermatozoide para empezar a dividirse, pero cuando se divide… no incorpora los cromosomas del espermatozoide. Las hembras que se reproducen por ginogénesis deben aparearse sexualmente, pero descartan el material genético de sus parejas.
Este sistema se ha descrito en algunas especies de planarias, en Poecilia formosa, un pez molly amazónico y en las salamandras del complejo Ambystoma de nortemérica.
La androgénesis es la otra cara de la moneda de la ginogénesis, en este caso el gameto que replica su material genético a expensas del otro es el masculino, el espermatozoide… Sí, parece obra de un guionista loco, imaginando los giros más inesperados para mantener la atención del público de una serie de culto, pero así ocurre, hay machos que son capaces de replicar su genoma a costa de las hembras. Esto se da por ejemplo en algunas especies de almejas y en algunos tipos de cipreses de la especie Crpressus Dupreziana.
… Mientras que la hibridogénesis es un sistema de descarte en dos pasos:
En la parte de abajo del diagrama está la muy infravalorada hibridogénesis[3]. En este método, los parásitos son capaces de generar gametos con los cromosomas de uno, y exclusivamente uno, de sus parentales. En resumen, si un individuo es un "hibridógeno" (sí, se llega a usar esa palabra), convierte a su pareja en padre o madre de sus hijos, pero nunca en abuelo/abuela de sus nietos.
Aunque en este caso, lo cierto es que es rarísimo encontrar machos que sean capaces de reproducirse por hibridogénesis, el único caso que tengo claro es el de una "especie" híbrida de peces molly amazónico, del género Hypseleotris[4], formada por un 98% (!!) de machos, que son capaces de mantener su línea porque se aparean con hembras otras especies de mollys a las que convierten en madres pero no en abuelas:
Fuente[5] de la foto
Obviamente, abundan los ejemplos en los que las hembras sean las hibridógenas (palabra que sí se usa en estos temas), y el ejemplo típico son las ranas del género (pausa para respirar, los biólogos seguramente se recrean en buscar las palabras más complejas para nombrar a los bichos) Paelophylax, que a pesar de lo rebuscado de su nombre resultan ser unas ranas muy conocidas en Europa:
Fuente[6] de la imagen
En realidad… esto no es más que un resumen muy simplificado, algunas especies pueden producir líneas de machos y de hembras por hibridogénesis, tal como ocurre en las ranas de arriba. Ya he dicho que este es un mundo lleno de sorpresas y de giros inesperados, y uno de ellos tiene que ver con unos linajes de las simpáticas salamandras del género Ambystoma, que son capaces de reproducirse por ginogénesis pero también por hibridogénesis.
A este tipo de reproducción se le llama también "hemiclonal" en inglés (no he sido capaz de encontrar el término equivalente en español) y ha despertado -demasiado!- la imaginación de algunos científicos que creen que es el modo en el que han logrado reproducirse algunas mulas[7]. Siento desbaratarles el cuento, pero eso no está probado[8]
¿Por qué son parásitos sexuales estas especies?
A los biólogos les gusta calentarse la cabeza, discutir las categorías, ver si están bien elegidas. En principio estas especies, como dije, son parásitos sexuales porque a la larga no transmiten el genoma de los individuos con los que se aparean sexualmente, se aprovechan de ellos. Pero hay quien mantiene que la categoría de "parásito sexual" sería más apropiada para los machos capaces de reproducirse por androgénesis o hibridogénesis, ya que el aprovechamiento de los recursos energéticos de la contraparte sería mucho mayor que en el caso de las hembras que "utilizan" a los machos. Dicho queda, a mi parásitas me parecen todas las opciones, pero los biógos aún no han acabado de decidirlo unánimamente.[9]
Pero la historia se hace mucho más rara aún
Yo descubrí este mundo de los parásitos sexuales gracias a Quora y me ha mantenido enganchada por más de tres años, y los que vendrán. Como he dicho este extrañísimo truco evolutivo parece sacado de la loca imaginación de unos guionistas de una serie de culto, minoritaria -sí, claro, no nos engañemos, a quién le van a resultar curiosos unos cuántos animalillos y plantas- pero que despierta fervor entre sus seguidores.
Tenemos a las traviesas salamandras del complejo Ambystoma (ya he dicho que pueden usar tanto la ginogénesis como la hibridogénesis). Las líneas de este complejo, no se puede hablar de especies, son el resultado de un proceso de hibridación entre dos especies que probablemente tuvo lugar hace más de 5 millones de años[10] , y todo en ellas es raro, extremadamente raro. Pueden usar una tercera forma de reproducción, la cleptogénesis[11] que es casi privativa de estos animales.
Estas son las 5 especies de salamandras del género Ambystoma[12] que forman parte del "complejo". Todas las líenas de hembras unisexuales de este complejo necesitan reproducirse con un macho de una de estas 5 especies. Después pueden incorporar, o no, el genoma del macho a su descendencia. El slogan sería "hackeando el sexo desde hace más de 5 millones de años.
Estas salamandras (casi exclusivamente hembras) pueden, en determinadas ocasiones, incorporar los cromosomas de los machos de las especies con las que se aparean a sus descendientes. De modo que incrementan su número cromosómico, las hay triploides -la más frecuentes-, tetraploides y pentaploides. Esta es la razón por la que se habla de "líneas" y no "especies" unisexuales. En un principio los científicos se lo pasaron en grande imaginando nuevos nombres para las supuestas especies, sin embargo tuvieron que tirar la toalla cuando se dieron cuenta de que había más de 24 "resultados" diferentes de los apareamientos de estas líneas unisexuales, y además de que la misma dotación cromosómica podia proceder del apareamiento de dos líneas muy diferentes. Por ejemplo, una hembra triploide de estos linajes unisexuales que disponga de tres cromosomas diferentes puede reproducirse por ginogénesis, y descartar toda la dotación del macho con el que se aparea, puede usar la cleptogénisis e incorporar el linaje cromosómico del macho teniendo hijas tetraplopides y puede -más increíble todavía- descartar parte de su propio linaje cromosómico -el de ella- y tener hijas triploides que incorporen los cromosomas de padre[13].
Para curiosos, aquí pongo el esquema de las combinaciones cromosómicas que se han encontrado entre estas salamandras unisexuales:[14]
La existencia de estas líneas unisexuales de salamandras es un reto para lo que entendemos de biología. Las madres parecen hábiles tahures manejando sus dotaciones cromosómicas y las de los machos con los que se aparean en casi cualquier forma imaginable para tener descendencia.
Pero las hijas… ¿cómo es posible que vivan con 3, 4, 5 juegos cromosómicos en lugar de los dos que son los normales entre las salamandras? Más extraño aún, según algunos estudios, las hembras parecen ser capaces de manejar equilibradamente los diferentes juegos de cromosomas que tienen, a diferencia de las plantas en las que existe silenciamiento epigenético de los cromosomas sobrantes. ¿Cómo pueden hacerlo?, es más raro si lo pensamos desde nuestra perspectiva humana, en la que un solo cromosoma extra tiene graves consecuencias.[15]
La historia, por supuesto, tiene giros más extraños aún. Existe la recombinación entre los juegos de cromosomas de diferentes especies que portan las hembras:
"Los tríos de este gráfico vienen en dos colores: un cromosoma aislado, individual, en naranja y dos apareados en amarillo-verde. Esto se debe a que esta salamandra es un híbrido que tiene dos conjuntos de cromosomas de una especie llamada Ambystoma laterale y un cromosoma de una especie llamada A. jeffersonianum."[16]
Y aquí dejo a las salamandras. Tengo la sensación de que tienen mucho que enseñarnos sobre cómo se puede ayudar, en un futuro, en el tratamiento de problemas derivados de trisomías. Es una esperanza que quiero tener.
Quiero agradecer a Israel Ramirez su respuesta sobre las salamandras, que me ha ayudado a descubrir más cosas sobre estos extraordinarios animales y plantearme más preguntas.
Sé que la respuesta es larga, técnica y necesariamente deja muchos cabos en el aire, porque sí, este guión es enreversado como pocos. Algunos me preguntan por qué me meto en estas honduras, pues porque uso Quora para aprender sobre lo que me interesa. Aunque después de escribir sobre estos temas que tienen tantas derivaciones, me quedo un poco mareada y con ganas de tomar un buen chocolate 🍫.
Notas al pie
Yo llegué a esto del parasitismo sexual hace unos años leyendo una respuesta en Quora. La autora comentaba que el asunto es lioso, y vaya si lo es. Me llamó mucho la atención de animales que eran capaces de descartar con tanta facilidad el genoma de sus padres (en el caso de la hibridogénesis) y que esto no volviera loca la imaginación de los biólogos. Estuve buscando información y me encontré con las salamandras del complejo Ambystoma, pero es que estas salamandras exceden el concepto de parasitismo sexual, son unos genios de la invención evolutiva y se han inventado otra forma de reproducción, la cleptogénesis (nombre, a mi juicio, muy mal elegido. Clepto viene de robar, y lo cierto es que no roban el genoma del macho, lo incorporan al de sus hijas, tal vez este genoma sea capaz de atravesar unas cuantas generaciones de salamandras hasta que una lo descarte. En puridad sería una mejor aproximación a un modo de reproducción totalmente sexual que lo es la hibridogénesis. En fin, que me estoy yendo por las ramas, y esto es material para otro post).
ResponderEliminarCon lo divertidas que son las salamandras, pues me liaron con el asunto del parasitismo sexual propiamente dicho :). Hubiera entendido mejor el concepto, o lo hubiera entendido antes, de no haber conocido el tema de las salamandras. Pero así vienen las cosas, y así voy procesándolas, como puedo :)
me encanta tu "obsesión" me recuerdas a mi con ciertas orquídeas que no me canso de ellas y llevo años en ello jeje
EliminarPues tengo varias preguntas sobre las orquídeas, son fascinantes... y no se me han muerto aún. Estoy asombrada :D
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