Una pulga explica para qu¨¦ sirve el sexo

El sexo es ineficiente y un derroche de recursos. Al no generar machos, las especies asexuales presentan una mayor ratio de nacimientos. Adem¨¢s, si no hay apareamiento, las cr¨ªas heredan el 100% de los genes de la madre, una herencia modelada por la evoluci¨®n. Encima, se ahorran el cortejo y la eterna pelea de los machos. Sin embargo, dejando aparte a las bacterias, la sexual es la estrategia reproductiva predominante entre los seres vivos. Una pulga puede ayudar a explicar esta paradoja biol¨®gica.

Las pulgas o l¨ªas de agua (Daphnia magna) en realidad son peque?os crust¨¢ceos que se mueven en el agua como aquellos insectos saltarines. A pesar de su reducido tama?o, unos pocos mil¨ªmetros, es el animal con m¨¢s genes de los secuenciados hasta ahora, m¨¢s de 30.000 frente a los menos de 20.000 del ser humano. Otra de sus peculiaridades es que pueden reproducirse con sexo y sin ¨¦l. En el primer caso, como tantas otras especies, copulan con el macho. En el segundo, los ¨®vulos no fecundados acaban desarrollando una nueva dafnia. Que elija una u otra estrategia parece que depende de la temperatura.

Esa versatilidad reproductiva en un animal de ciclo de vida relativamente corto ha convertido a la pulga de agua en el candidato ideal para apoyar o refutar la teor¨ªa dominante sobre la dominaci¨®n del sexo. La hip¨®tesis o efecto de la Reina Roja, que toma su nombre de un personaje del cuento de Lewis Carroll, A trav¨¦s del espejo y lo que Alicia encontr¨® all¨ª, postula que, como los personajes del libro, las especies deben moverse constantemente, evolucionar para seguir en el mismo sitio. De no ser as¨ª sus rivales, depredadores o par¨¢sitos (que coevolucionan con ellas) lograr¨ªan ventajas adaptativas que pondr¨ªan en peligro su supervivencia.

Las dafnias nacidas por clonaci¨®n son el doble de vulnerables a una bacteria que las esterliza

En el caso de la pulga, su antagonista en esta carrera gen¨¦tica de armamentos es la Pasteuria ramosa, una bacteria que la parasita de la forma m¨¢s radical: dafnia que infecta, dafnia que esteriliza. Al existir tanto poblaciones sexuales como asexuales de pulgas de agua, se podr¨ªa comparar ambas estrategias reproductivas y ver si alguna ofrece alguna ventaja frente al par¨¢sito.

Es lo que ha hecho un grupo de bi¨®logos brit¨¢nicos que capturaron dos centenares de?Daphnia magna, algunas con ¨®vulos fecundados. Un tercio de ellas ven¨ªan infectadas por la bacteria. En paralelo, recolectaron colonias de?Pasteuria ramosa. En estado natural, tras la puesta de los huevos, la dafnia vuelve a su estado asexual. La clave es la temperatura: los huevos de origen sexual son los ¨²nicos que pueden entrar en diapausa, una especie de letargo, con la que superar el invierno.

Tras obtener unas 6.000 cr¨ªas, tanto sexuales como asexuales, las expusieron al par¨¢sito. Los investigadores comprobaron que las sexuales resist¨ªan mucho mejor la infecci¨®n. Mientras que solo el 15% de estas se infectaba, entre las asexuales lo hac¨ªa el 46%. Adem¨¢s, la intensidad de la infecci¨®n, medida en densidad de esporas bacterianas por hu¨¦sped infectado, era mucho mayor en las pulgas de agua asexuales. En su caso, la combinaci¨®n de genes favoreci¨® el sistema defensivo de las pulgas concebidas.

"La clave para que la recombinaci¨®n [gen¨¦tica] supere a la transmisi¨®n por clonaci¨®n reside en que la descendencia debe ser, de media, el doble de buena que sus madres. Vimos que las pulgas de agua creadas sexualmente eran m¨¢s de dos veces m¨¢s resistentes al par¨¢sito", explica el bi¨®logo de la Universidad de Stirling (Reino Unido) y principal autor del estudio, Stuart Auld.

Para los autores de esta investigaci¨®n, publicada en Proceedings of the Royal Society B, la clonaci¨®n permite una reproducci¨®n el doble de r¨¢pida y la herencia gen¨¦tica se mantiene intacta. "Si una madre est¨¢ bien adaptada a un ambiente determinado, tendr¨¢ la seguridad de que su descendencia tambi¨¦n estar¨¢ bien adaptada", explica Auld. Pero esta estrategia tiene un riesgo: si aparece una mutaci¨®n perjudicial o su antagonista evoluciona obteniendo ventaja, puede comprometer a todo el linaje.

Al contrario, la recombinaci¨®n gen¨¦tica mediante la estrategia sexual permite la mezcla de genes de diferentes individuos. Esto implica que las posibles mutaciones gen¨¦ticas da?inas se concentrar¨¢n, con el paso del tiempo, en unos individuos laminados por la selecci¨®n natural. "Mientras que la transmisi¨®n por clonaci¨®n tiene ventaja en aquellos ambientes que son constantes, la recombinaci¨®n encaja mejor all¨ª donde hay variaci¨®n, y la mayor¨ªa de los ambientes son variables", comenta Auld. La pulga de agua combina como pocos animales ambas estrategias.

"La gran cuesti¨®n tiene que ver con la ventaja de la diversidad gen¨¦tica"

En los lagos de Nueva Zelanda hay otro animal que refuerza la idea del efecto Reina Roja y la relevancia del parasitismo. Se trata del caracol Potamopyrgus antipodarum. Como la pulga de agua, hay poblaciones sexuales y otras asexuales. La diferencia es que cada hembra solo usa una estrategia u otra. Su principal enemigo es un gusano trem¨¢todo (Microphallus sp) que, como la bacteria de la pulga, lo esteriliza. Seg¨²n varios estudios, los caracoles asexuales aparecen, de media, entre dos y cinco veces m¨¢s infectados que los sexuales. Adem¨¢s, parece haber una correlaci¨®n entre machos de caracol y par¨¢sito. En las zonas donde hay m¨¢s machos, la prevalencia de trem¨¢todos disminuye.

"La gran cuesti¨®n tiene que ver con la ventaja de la diversidad gen¨¦tica", recuerda el bi¨®logo de la Escuela Polit¨¦cnica Federal de Z¨²rich (Suiza), Jukka Jokela, que lleva 25 a?os estudiando la coevoluci¨®n de especies y par¨¢sitos, en particular la del caracol?P. antipodarum. "Los pat¨®genos, las enfermedades, los par¨¢sitos son espec¨ªficos de cada genotipo. Lo sabemos por la gripe, el VIH, el sarampi¨®n y otras muchas enfermedades humanas. No todos somos igual de susceptibles, unos enferman mientras otros no, incluso dentro de la misma familia. Imagine que todos somos iguales, un individuo copiado millones de veces. Una poblaci¨®n con solo un genotipo ser¨ªa muy vulnerable a la siguiente gripe que fuera letal para ese genotipo. Todos enfermar¨ªamos a la vez y probablemente morir¨ªamos", razona Jokela.