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Sexualidad y parasitismo

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Sexualidad y parasitismo

Área: Biología — Martes, 19 de Julio de 2011
La existencia de la reproducción sexual se debería a que confiere una ventaja evolutiva frente a los parásitos.
Foto
Foto de Caenorhabditis elegans y Serratia marcescens. Fuente: Universidad de Indiana.
La existencia de la reproducción sexual tal y como la conocemos se la debemos a los parásitos. Al menos así dice un estudio experimental de la Universidad de Indiana. Aunque la reproducción sexual puede ser costosa en comparación con la asexual, tiene ventajas evolutivas cuando hay una coevolución con parásitos, ya que la descendencia es más resistente a los mismos que los progenitores. Si fuese asexual, por el contrario, estarían a merced de los mismos.
La hipótesis de la “Reina Roja” en la Teoría Evolutiva viene de una analogía con el persona de “Alicia en el país de las maravillas” de Lewis Caroll: “Necesitas correr todo lo que puedas para mantenerte en el mismo lugar”. Aplicando esta hipótesis a este caso viene a decir que la reproducción sexual mantiene a la población de una especia un paso por delante, evolutivamente hablando, de los parásitos que la infectan y que coevolucionan con ella. De este modo la especie evoluciona lo más rápidamente que puede para mantenerse en el mismo lugar. 
La reproducción sexual planeta ciertos problemas que ya fueron consideramos por charles Darwin en su momento. Así por ejemplo, la reproducción sexual necesita de la producción de machos que no pueden tener descendencia directamente. La autofertilización es más eficiente en la producción de descendencia. Según predicen los modelos evolutivos más simples la autofertilización debía ser mayoritaria en la Naturaleza y la reproducción sexual ser minoritaria, pero este no es el caso.
La hipótesis de la Reina Roja proporciona una posible explicación a la existencia del sexo, ya que la reproducción sexual permite al anfitrión evadir mejor las infecciones de sus parásitos. Al combinar los genes de dos progenitores la reproducción sexual permite a los padres tener hijos que son genéticamente más diversos que ellos. Los parásitos tienen que adaptarse para infectar a la nueva generación y pueden tener dificultades en esa tarea.
Los descendientes de un progenitor que se reproduzca asexualmente tienen los mismos genes, salvo mutaciones, que él y los parásitos no necesitan adaptarse, sino que los pueden infectar a sus anchas o incluso evolucionar para infectarlos mejor.
Este equipo de investigadores realizó un bonito estudio para demostrar que esta hipótesis es cierta. Para ellos dispusieron de gusanos Caenorhabditis elegans como anfitrión y de bacterias Serratia marcescens como parásitos para crear un sistema coevolutivo de los que aquí estamos considerando, pero bajo condiciones controladas. Realizaron más de 70 experimentos con este sistema para comprobar la hipótesis de la Reina Roja.
Manipularon genéticamente a los gusanos para así tener tanto poblaciones que se reproducían sexualmente como asexualmente o poblaciones mixtas de las dos. Entonces expusieron a los gusanos a las bacterias a las que se las permitió coevolucionar o no con los gusanos. La idea era determinar qué sistema de reproducción proporcionaba a la población mayor ventaja.
Encontraron que las poblaciones autofertilizadoras de C. elegans fueron rápidamente condenadas a la extinción por los parásitos con los que coevoluionaba. Este resultado es consistente con la hipótesis de la Reina Roja. Por otro lado, las poblaciones bajo reproducción sexual produjeron descendientes más resistentes a la infección y evitaron su extinción.
En las poblaciones en las que coexistían ambos tipos de reproducción el estado evolutivo del parásito determinaba la estrategia de reproducción de los gusanos más eficiente. Cuando el parásito no coevolucionaba la autofertilización dominaba la población del anfitrión. Sin embargo, cuando se permitía al parásito coevolucionar con su anfitrión entonces dominaba la reproducción sexual en la población.
La coevolución con los patógenos no sólo favoreció la reproducción sexual frente a la autofertilización, sino que además permitió a la reproducción sexual mantenerse a través de los experimentos.
En definitiva, los resultados son consistentes con la hipótesis de la Reina Roja, que puede explicar la difusión de la reproducción sexual en el mundo natural en donde la coevolución con parásitos está muy extendida. Este estudio mostraría que es la coevolución con parásitos y no la presencia de parásitos per se la que selecciona altos niveles de intercambio genético como ocurre en la reproducción sexual. Las luchas coevolutivas entre parásitos y anfitriones podrían explicar, por tanto, la existencia de machos.
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Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original.

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Thalia