La aparición del sexo fue uno de los grandes aceleradores de
la evolución. Quiero puntualizar que por sexo me refiero a la capacidad de un
organismo de generar gametos, células que contienen la mitad del material
genético heredado de sus padres y que, al fusionarse con otro gameto, completan
la dosis genética dando origen a un organismo funcional. En los humanos los dos
gametos se llaman óvulos y espermatozoides. Eso de que existan dos sexos es habitual en la
naturaleza. La levadura del pan, por ejemplo, también tiene dos sexos, a y alfa,
y se aparean entre sí, igual que los humanos, con la diferencia de que si solo
hay gametos de un tipo, pueden reprogramarse para cambiar de sexo y así
proseguir con el proceso. El sexo ha surgido varias veces en la evolución y existen
casos donde se conocen hasta siete sexos, como por ejemplo en el protozoario Tetrahymena.
Mientras que en las levaduras los individuos de cada uno de
los sexos son indistinguibles entre sí, en los mamíferos y en otros animales
existen diferencias morfológicas y conductuales muy claras que permiten su
identificación. El principal determinante genético de esta diferenciación proviene
de los cromosomas sexuales los cuales, a diferencia de los somáticos, no existen
en pares sino que se combinan por separado. Por ejemplo, en mamíferos, un
individuo con dos cromosomas X es hembra y uno con un X y un Y es macho. Hago
notar que no existen individuos completamente funcionales con uno o con tres X
ni tampoco con dos Y. Dos X o un X y un Y, es todo lo que hay.
Nadie sabe a ciencia cierta como surgen los cromosomas
sexuales pero existen suficientes evidencias provenientes tanto de la filogenia
(estudio de los ancestros de un individuo) como de la ontogenia (estudio del
desarrollo del individuo mismo) que sugieren que en un origen éramos todos de
un solo sexo y que por algún accidente genómico los miembros de un par de
cromosomas somáticos comenzaron a distanciarse entre ellos hasta ya no
intercambiar información (un paso clave en el proceso de generación de gametos)
volviéndose independientes y, posteriormente, dando lugar a diferencias irreconciliables.
Subrayo que esa es la teoría, que nadie sabe cómo ocurre o
por lo menos no lo sabíamos hasta hace muy poco tiempo que se publican los
resultados de Elaina Tuttle y Rusty Gonser, un par de ecólogos norteamericanos
especializados en el estudio de un pequeño gorrión pecho blanco endémico del
Lago Cranberry.
Investigaciones realizadas durante cerca de 30 años por la
pareja permitieron identificar un caso sin precedentes de una especie de ave
con cuatro sexos. Aquí haré una observación adicional. La existencia de sexos
impide que un individuo en una población se apareé exitosamente con cualquier
otro, limitando el intercambio de información genética a solo cuando ocurre con
alguien de otro sexo.
En el caso de los gorriones de la especie Zonotrichia albicollis existen cuatro
variedades en cuanto a su plumaje. Hembras con franja blanca en la frente,
hembras sin franja blanca, machos con franja blanca y machos sin franja
blanca. Observaciones iniciales llevaron
a identificar que los machos con franja
blanca se apareaban únicamente con hembras sin franja mientras que los machos
sin franja se apareaban únicamente con hembras con franja blanca. Estudios
posteriores identificaron también que, a pesar de su enorme parecido, el
comportamiento de los machos con franja blanca era radicalmente diferente al de los machos sin franja. Los primeros son agresivos, promiscuos, malos
padres y excelentes cantantes, mientras que los segundos son monógamos, buenos
padres, protectores y cantan muy mal (cualquier similitud con personajes reales
es mera coincidencia). El binomio Tuttle y Gonser, intrigados, extendieron sus
observaciones buscando la excepción a este comportamiento y, al no encontrarlo,
comenzaron a pensar que pudiera ser heredado en lugar de aprendido.
Un carácter puede ser heredado porque está inscrito en su
código genético, es decir, que esa instrucción está contenida, de alguna
manera, en su genoma. Aunque los investigadores no contaban de momento con los
recursos o la tecnología para realizar un estudio más profundo decidieron tomar
muestras de sangre de docenas de gorriones, identificando cada muestra
cuidadosamente y la almacenaron en espera de la ocasión propicia.
La ocasión llegó felizmente cuando la pareja de
colaboradores obtuvo los recursos para secuenciar el genoma de sus muestras. El
trabajo meticuloso y ordenado de tantos años permitió concluir que las
diferencias morfológicas y conductuales estaban relacionadas con una insólita variación genética: la existencia de un segundo par de
cromosomas sexuales.
Como mencioné en un párrafo anterior, durante la generación
de los gametos, proceso conocido como meiosis, los pares de cromosomas
somáticos intercambian información entre ellos con la consecuencia de que si
alguno de ellos sufre algún cambio por azar, este cambio se corrige durante el
proceso, preservando la identidad y funcionalidad del organismo. Para poder
intercambiar, los cromosomas somáticos buscan a su contraparte y se alinean uno
junto a otro. Errores en esta alineación conllevan a que los pares de cromosomas
dejen de intercambiar y comiencen a diferenciarse.
Lo que encontraron Tuttle y Gonser fue que en los individuos
con franja blanca, uno de los cromosomas del par número 2 sufrió un cambio de
orientación que impide que, aunque se alineé con su contraparte durante la
meiosis, intercambien información. Todavía más a fondo, también encontraron
que, como era de esperarse, los cromosomas invertidos contenían muchos más
errores que la versión correcta por lo que también en eso eran diferentes.
Mientras que en los cromosomas sexuales convencionales las
diferencias que permiten identificar a los sexos impactan sobre todo a la forma
y función, en el nuevo par de cromosomas sexuales las diferencias eran sobre
todo conductuales pero tan profundas como las anteriores, de forma que era
igual de improbable que dos machos se aparearan entre sí como que un macho con
franja blanca lo hiciera con una hembra con franja blanca.
Las evidencias están ahí,
contundentes gracias al profesionalismo del par de investigadores y aunque queda
mucho por entender del proceso hemos hecho un avance fundamental para la
biología entendiendo como nunca el origen del sexo que tendrá sin duda
profundas implicaciones en muchas otras áreas incluyendo las médicas.
No sé a ustedes pero a mí me
recuerda un poco aquella muy conocida historia de Darwin y los pinzones de las
islas Galápagos ya que la observación sin prejuicios de la naturaleza permitió
también encontrar las leyes que la rigen, cambiando para siempre nuestro
entendimiento de la vida y por lo tanto del universo. Este proceso se conoce
como ciencia básica o fundamental, algo en que los investigadores de Morelos
son excelentes en todas las disciplinas y de lo cual estamos muy orgullosos.
Sin embargo la ciencia básica ha sido desprotegida recientemente a tal extremo
que solamente mil de los 25 mil científicos mexicanos tendrán dinero para
trabajar el próximo año.
La divulgación de historias como
las de Tuttle y Gonser busca acercar la ciencia a los no científicos esperando
que entre ellos se encuentren los futuros diputados y, por qué no, un futuro
presidente que quizá aprecie un poquito más la ciencia y a quienes la hacen
posible.
Información adicional
Reseña del artículo de Tuttle y
Gonser
Video sobre la meiosis
