Una pu?a d¡¯aigua explica per a qu¨¨ serveix el sexe

El sexe ¨¦s ineficient i un malbaratament de recursos. Com que no tenen mascles, les esp¨¨cies asexuals presenten una r¨¤tio m¨¦s alta de naixements. A m¨¦s, si no hi ha aparellament, les cries hereten el 100% dels gens de la mare, una her¨¨ncia modelada per l'evoluci¨®. A m¨¦s, s'estalvien el festeig i l'eterna baralla dels mascles. No obstant aix¨°, deixant de banda els bacteris, l'estrat¨¨gia reproductiva predominant entre els ¨¦ssers vius ¨¦s la sexual. Una pu?a pot ajudar a explicar aquesta paradoxa biol¨°gica.

Les puces d¡¯aigua (Daphnia magna) en realitat s¨®n petits crustacis que es mouen en l'aigua com els insectes saltadors de nom semblant. Malgrat la seva mida redu?da, uns pocs mil¡¤l¨ªmetres, ¨¦s l'animal amb m¨¦s gens dels seq¨¹enciats fins ara, m¨¦s de 30.000, en comparaci¨® amb els menys de 20.000 de l'¨¦sser hum¨¤. Una altra de les seves peculiaritats ¨¦s que poden reproduir-se amb sexe i sense. En el primer cas, com en tantes altres esp¨¨cies, copulen amb el mascle. En el segon, els ¨°vuls no fecundats acaben desenvolupant una nova d¨¤fnia. Que tri? una estrat¨¨gia o una altra sembla que dep¨¨n de la temperatura.

Aquesta versatilitat reproductiva en un animal de cicle de vida relativament curt ha convertit la pu?a d'aigua en el candidat ideal per donar suport o refutar la teoria dominant sobre la dominaci¨® del sexe. La hip¨°tesi o efecte de la Reina Vermella, que pren el seu nom d'un personatge del conte de Lewis Carroll Al¨ªcia a trav¨¦s de l¡¯espill, postula que, com els personatges del llibre, les esp¨¨cies han de moure's constantment, evolucionar per seguir en el mateix lloc. Si no ho fan aix¨ª, els seus rivals, depredadors o par¨¤sits (que evolucionen al mateix temps) aconseguiran avantatges adaptatius que posaran en perill la seva superviv¨¨ncia.

En el cas de la pu?a d¡¯aigua, el seu antagonista en aquesta cursa gen¨¨tica d'armaments ¨¦s la Pasteuria ramosa, un bacteri que la parasita de la forma m¨¦s radical: d¨¤fnia que infecta, d¨¤fnia que esterilitza. Com que hi ha tant poblacions sexuals com asexuals de puces d'aigua, es poden comparar les dues estrat¨¨gies reproductives i veure si una de les dues ofereix cap avantatge enfront del par¨¤sit.

?s el que ha fet un grup de bi¨°legs brit¨¤nics que van capturar dos centenars de Daphnia magna, algunes amb ¨°vuls fecundats. Un ter? venien infectades pel bacteri. En paral¡¤lel, van recol¡¤lectar col¨°nies de Pasteuria ramosa. En estat natural, despr¨¦s de la posta dels ous, la d¨¤fnia torna al seu estat asexual. La clau ¨¦s la temperatura: els ous d'origen sexual s¨®n els ¨²nics que poden entrar en diapausa, una esp¨¨cie de letargia, amb qu¨¨ superen l'hivern.

Despr¨¦s d'obtenir unes 6.000 cries, tant sexuals com asexuals, les van exposar al par¨¤sit. Els investigadors van comprovar que les sexuals resistien molt millor la infecci¨®: nom¨¦s el 15% eren infectades, d¡¯entre les asexuals ho eren el 46%. A m¨¦s, la intensitat de la infecci¨®, mesurada en densitat d'espores bacterianes per hoste infectat, era molt m¨¦s alt en les puces d'aigua asexuals. En aquest cas, la combinaci¨® de gens va afavorir el sistema defensiu de les puces concebudes.

"La clau perqu¨¨ la recombinaci¨® [gen¨¨tica] superi la transmissi¨® per clonaci¨® resideix en el fet que la descend¨¨ncia ha de ser, de mitjana, el doble de bona que les seves mares. Vam veure que les puces d'aigua creades sexualment eren m¨¦s de dues vegades m¨¦s resistents al par¨¤sit", explica el bi¨°leg de la Universitat de Stirling (Regne Unit) i principal autor de l'estudi, Stuart Auld.

Els Potamopyrgus antipodarum nascuts per reproducci¨® sexual s¨®n de 2 a 5 vegades m¨¦s resistents als par¨¤sits. Michal Ma¨¾as

Per als autors d'aquesta investigaci¨®, publicada a Proceedings of the Royal Society B, la clonaci¨® permet una reproducci¨® el doble de r¨¤pida i l'her¨¨ncia gen¨¨tica es mant¨¦ intacta. "Si una mare est¨¤ ben adaptada a un ambient determinat, tindr¨¤ la seguretat que la seva descend¨¨ncia tamb¨¦ estar¨¤ ben adaptada", explica Auld. Per¨° aquesta estrat¨¨gia t¨¦ un risc: si apareix una mutaci¨® perjudicial o el seu antagonista evoluciona i obt¨¦ avantatge, pot comprometre tot el llinatge.

"La gran q¨¹esti¨® t¨¦ a veure amb l'avantatge de la diversitat gen¨¨tica"

Al contrari, la recombinaci¨® gen¨¨tica mitjan?ant l'estrat¨¨gia sexual permet la barreja de gens de diferents individus. Aix¨° implica que les possibles mutacions gen¨¨tiques nocives es concentraran, amb el pas del temps, en uns individus laminats per la selecci¨® natural. "Mentre que la transmissi¨® per clonaci¨® t¨¦ avantatge en aquells ambients que s¨®n constants, la recombinaci¨® encaixa millor all¨¤ on hi ha variaci¨®, i la majoria dels ambients s¨®n variables", comenta Auld. La pu?a d'aigua combina com pocs animals les dues estrat¨¨gies.

Als llacs de Nova Zelanda hi ha un altre animal que refor?a la idea de l'efecte de la Reina Vermella i la rellev¨¤ncia del parasitisme. Es tracta del cargol Potamopyrgus antipodarum. Com la pu?a d'aigua, hi ha poblacions sexuals i d¡¯altres d¡¯asexuals. La difer¨¨ncia ¨¦s que cada femella nom¨¦s fa servir una estrat¨¨gia. El seu principal enemic ¨¦s un cuc trematode (Microphallus sp), que, com el bacteri de la pu?a, l¡¯esterilitza. Segons diversos estudis, els cargols asexuals apareixen, de mitjana, entre dues i cinc vegades m¨¦s infectats que els sexuals. A m¨¦s, sembla haver-hi una correlaci¨® entre mascles de cargol i par¨¤sit. A les zones on hi ha m¨¦s mascles, la prevalen?a de trematodes disminueix.

"La gran q¨¹esti¨® t¨¦ a veure amb l'avantatge de la diversitat gen¨¨tica", recorda el bi¨°leg de l¡¯Escola Polit¨¨cnica Federal de Zuric (Su?ssa), Jukka Jokela, que fa 25 anys que estudia la coevoluci¨® d'esp¨¨cies i par¨¤sits, en particular la del cargol P. antipodarum. "Els pat¨°gens, les malalties, els par¨¤sits s¨®n espec¨ªfics de cada genotip. Ho sabem per la grip, el VIH, el xarampi¨® i moltes altres malalties humanes. No tots som igual de susceptibles, uns emmalalteixen mentre que d¡¯altres, no, fins i tot dins de la mateixa fam¨ªlia. Imagineu-vos que tots som iguals, un individu copiat milions de vegades. Una poblaci¨® amb nom¨¦s un genotip seria molt vulnerable a la seg¨¹ent grip que fos letal per a aquest genotip. Tots emmalaltir¨ªem alhora i probablement morir¨ªem", raona Jokela.