El sexo y su ventaja evolutiva frente a los cambios
La reproducción sexual supone un costo considerable para los organismos. Exige encontrar pareja, competir por ella y producir poblaciones donde solo una parte de los individuos puede dar a luz. Desde una perspectiva evolutiva, esto plantea una pregunta que durante décadas ha intrigado a los científicos.
Si organismos como las bacterias pueden reproducirse asexualmente y generar descendientes sin esos costos, ¿por qué apareció el sexo? Una investigación de la Universidad de Harvard aporta nuevas evidencias sobre una posible respuesta. La reproducción sexual podría ofrecer una ventaja decisiva cuando las condiciones ambientales cambian.
El equipo del profesor Michael Desai, junto con Shreyas Pai y Parris Humphrey, utilizó levadura como modelo experimental. Este organismo ofrece una característica especialmente útil para estudiar evolución, ya que puede reproducirse tanto sexual como asexualmente.
La levadura también produce una nueva generación aproximadamente cada 90 minutos. Gracias a ello, los investigadores observaron 960 generaciones durante cuatro meses, un proceso que en grandes mamíferos necesitaría cientos o miles de años.
El experimento comenzó con 12 poblaciones idénticas cultivadas bajo condiciones ideales. Todas se reprodujeron inicialmente de manera asexual, pero algunas fueron inducidas a reproducirse sexualmente durante una generación cada 100 generaciones.
En un ambiente constante y favorable, las poblaciones con reproducción sexual aumentaron su aptitud evolutiva un 8% respecto de la población ancestral. Las poblaciones asexuales registraron un incremento del 5.7%.
Después, los científicos modificaron las condiciones con ambientes más salados, más calientes, menos ácidos o con menor disponibilidad de fosfato. Bajo estas circunstancias, las poblaciones sexuales alcanzaron ventajas de entre 2% y 5.6% frente a las asexuales.
Aunque estos porcentajes parecen pequeños, Desai explica que diferencias inferiores a un punto porcentual pueden transformar la composición de grandes poblaciones después de numerosas generaciones.
La explicación se encuentra en parte en determinadas mutaciones genéticas. Algunos genes son pleiotrópicos, lo que significa que influyen simultáneamente en diferentes características. Una mutación puede aportar una ventaja concreta y, al mismo tiempo, provocar otros efectos neutros o ligeramente perjudiciales.
Esas consecuencias pueden permanecer ocultas mientras las condiciones sean favorables. Sin embargo, un cambio ambiental puede convertirlas en una desventaja importante.
Aquí aparece una diferencia fundamental. Los descendientes de organismos asexuales son genéticamente idénticos, por lo que conservan esa carga perjudicial. La reproducción sexual mezcla genes de ambos progenitores y genera combinaciones diferentes. Algunos descendientes pueden quedar libres de determinadas mutaciones desfavorables.
Según Desai, este mecanismo evita una especialización excesiva a un solo ambiente y proporciona mayor capacidad para responder cuando las condiciones fluctúan.
Los investigadores consideran que el principio podría extenderse más allá de los microorganismos. Algunas plantas pueden reproducirse mediante esquejes genéticamente idénticos y determinados lagartos utilizan partenogénesis. La investigación con levaduras muestra así cómo reorganizar el material genético mediante reproducción sexual puede acelerar la adaptación y eliminar parte de la carga genética perjudicial acumulada durante generaciones.
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