Nueva teoría sobre la evolución del sexo

El origen de la capacidad de los animales (incluidos los seres humanos) y los vegetales para reproducirse sexualmente, recombinarse genéticamente con el fin de reparar el ADN, y luego producir óvulos, esperma o polen, es un enigma biológico sin resolver. Ahora se ha propuesto una nueva teoría sobre la misteriosa evolución de dicho tipo de reproducción.
Los investigadores Harris Bernstein y Carol Bernstein de la Universidad de Arizona creen haber encontrado pistas clave sobre la evolución temprana de los organismos sexuados y el papel que las dificultades medioambientales tuvieron en la reproducción sexual como estrategia crucial de supervivencia de las especies.
Los investigadores sostienen que las células eucariotas (con núcleo), adaptaron su capacidad meiótica para recombinar sexualmente sus cromosomas en nuevas entidades genéticamente distintas de sus ancestros, las células procariotas.
La capacidad de recombinar cromosomas a través de la meiosis produce óvulos y esperma en los humanos. Según la teoría de los Bernstein, la meiosis evolucionó para promover la reparación del ADN, reduciendo así considerablemente los daños en el ADN resultante en óvulos y esperma.
Después de la reparación durante la meiosis, cuando un óvulo se une a un espermatozoide, mejoran mucho las posibilidades de producir un feto viable, reduciéndose a su vez las de que el bebé tenga algún defecto genético.
Las células procariotas evolucionaron para desarrollar la capacidad de reparar el ADN mediante un proceso llamado transformación, que también promueve la reparación cromosómica mediante un proceso denominado recombinación.
En las células procariotas (que incluyen a las bacterias), la reproducción asexual es completada mediante un proceso llamado fisión binaria. En ésta, cada hebra del ADN bicatenario original sirve como plantilla para la reproducción de una hebra complementaria a medida que la célula se prepara para dividirse en dos partes.
Bajo ciertas condiciones, estas células son capaces del intercambio y reparación del ADN a través del proceso conocido como transformación, que es la transferencia de un fragmento de ADN de una célula donante a una célula receptora, seguida de recombinación en el cromosoma receptor. Los investigadores consideran a este proceso bacteriano una versión temprana del sexo.
Para los eucariotas, que incluyen desde los animales superiores hasta especies unicelulares como la levadura, la reproducción se presenta en dos formas, a través de la mitosis o bien de la meiosis.
La mitosis es el proceso en el que el ADN duplicado en forma de cromosomas es correctamente distribuido entre ambas células hijas cuando una célula se divide.
El tipo de división celular que crea óvulos y esperma se llama meiosis, y difiere de la división celular "normal" en que, en vez de producir dos células hijas genéticamente idénticas, produce cuatro células en las que cada una contiene sólo la mitad de la cantidad del ADN de la célula original. La meiosis se da en todas las especies con reproducción sexual, desde microorganismos como la levadura, hasta plantas, animales y humanos.

La "Guerra de los Sexos" También se da en el Reino Vegetal

Una investigación ha desvelado que las plantas, al igual que los animales, también tienen una guerra entre los sexos cuando se trata de crear nueva descendencia. El descubrimiento podría abrir nuevas vías de investigación que condujesen al incremento del rendimiento de las cosechas y a la mejora de la seguridad alimentaria para una población humana global en constante crecimiento. En el reino animal, las madres suelen invertir más recursos que los padres para crear nueva descendencia. Para las madres, la cuestión es alcanzar un equilibrio entre dar suficientes recursos para que sus bebés se mantengan sanos y también crear tantos bebés como puedan. En cambio, los padres se benefician evolutivamente de tener crías que sean tan grandes como sea posible y más aptas para sobrevivir. Los investigadores, de la Universidad de Bath, la de Exeter y el Instituto Albrecht von Haller para la Ciencia de los Vegetales en Alemania, han mostrado ahora que esta batalla entre padre y madre también existe en el reino vegetal. El estudio muestra por primera vez que las plantas macho pueden influir en el tamaño de las semillas. Usando la planta Arabidopsis como modelo, los científicos cruzaron plantas hembra con diversas plantas macho y midieron el tamaño de las semillas producidas con cada pareja. Encontraron que el cruce de la planta hembra con cierta variedad específica, o genotipo, de planta macho, producía semillas más grandes, posibilitando que el padre tuviera una descendencia más sana y robusta a expensas de la madre. Tal como señala Paula Kover de la Universidad de Bath, el tamaño de la semilla puede marcar una diferencia tremenda en las probabilidades de que una plántula sobreviva, así que cabría esperar que las madres produjeran un tamaño de semilla óptimo, en un equilibrio idóneo entre las probabilidades de supervivencia y el costo de la energía para producirlas. Sin embargo, hay mucha variación en el tamaño de la semilla. Desde hace tiempo se ha debatido sobre el motivo de esto. Antes se pensaba que el tamaño de la semilla estaba controlado sólo por los genes de la madre, pero ahora se ha demostrado que los genes de la planta padre también pueden tener efecto sobre el tamaño de la semilla. El próximo paso será identificar los genes específicos que influyen en dicho tamaño. Hasta ahora, para la labor de cultivar plantas sólo se tenían en cuenta los genes de la madre en el proceso de reproducción, así que este estudio podría abrir la puerta a todo un nuevo grupo de genes con potencial para incrementar el rendimiento de las cosechas.