Una puça d’aigua explica per a què serveix el sexe
Els éssers vius asexuals estan més exposats als paràsits i les malalties
El sexe és ineficient i un malbaratament de recursos. Com que no tenen mascles, les espècies asexuals presenten una ràtio més alta de naixements. A més, si no hi ha aparellament, les cries hereten el 100% dels gens de la mare, una herència modelada per l'evolució. A més, s'estalvien el festeig i l'eterna baralla dels mascles. No obstant això, deixant de banda els bacteris, l'estratègia reproductiva predominant entre els éssers vius és la sexual. Una puça pot ajudar a explicar aquesta paradoxa biològica.
Les puces d’aigua (Daphnia magna) en realitat són petits crustacis que es m...
El sexe és ineficient i un malbaratament de recursos. Com que no tenen mascles, les espècies asexuals presenten una ràtio més alta de naixements. A més, si no hi ha aparellament, les cries hereten el 100% dels gens de la mare, una herència modelada per l'evolució. A més, s'estalvien el festeig i l'eterna baralla dels mascles. No obstant això, deixant de banda els bacteris, l'estratègia reproductiva predominant entre els éssers vius és la sexual. Una puça pot ajudar a explicar aquesta paradoxa biològica.
Les puces d’aigua (Daphnia magna) en realitat són petits crustacis que es mouen en l'aigua com els insectes saltadors de nom semblant. Malgrat la seva mida reduïda, uns pocs mil·límetres, és l'animal amb més gens dels seqüenciats fins ara, més de 30.000, en comparació amb els menys de 20.000 de l'ésser humà. Una altra de les seves peculiaritats és que poden reproduir-se amb sexe i sense. En el primer cas, com en tantes altres espècies, copulen amb el mascle. En el segon, els òvuls no fecundats acaben desenvolupant una nova dàfnia. Que triï una estratègia o una altra sembla que depèn de la temperatura.
Aquesta versatilitat reproductiva en un animal de cicle de vida relativament curt ha convertit la puça d'aigua en el candidat ideal per donar suport o refutar la teoria dominant sobre la dominació del sexe. La hipòtesi o efecte de la Reina Vermella, que pren el seu nom d'un personatge del conte de Lewis Carroll Alícia a través de l’espill, postula que, com els personatges del llibre, les espècies han de moure's constantment, evolucionar per seguir en el mateix lloc. Si no ho fan així, els seus rivals, depredadors o paràsits (que evolucionen al mateix temps) aconseguiran avantatges adaptatius que posaran en perill la seva supervivència.
En el cas de la puça d’aigua, el seu antagonista en aquesta cursa genètica d'armaments és la Pasteuria ramosa, un bacteri que la parasita de la forma més radical: dàfnia que infecta, dàfnia que esterilitza. Com que hi ha tant poblacions sexuals com asexuals de puces d'aigua, es poden comparar les dues estratègies reproductives i veure si una de les dues ofereix cap avantatge enfront del paràsit.
És el que ha fet un grup de biòlegs britànics que van capturar dos centenars de Daphnia magna, algunes amb òvuls fecundats. Un terç venien infectades pel bacteri. En paral·lel, van recol·lectar colònies de Pasteuria ramosa. En estat natural, després de la posta dels ous, la dàfnia torna al seu estat asexual. La clau és la temperatura: els ous d'origen sexual són els únics que poden entrar en diapausa, una espècie de letargia, amb què superen l'hivern.
Després d'obtenir unes 6.000 cries, tant sexuals com asexuals, les van exposar al paràsit. Els investigadors van comprovar que les sexuals resistien molt millor la infecció: només el 15% eren infectades, d’entre les asexuals ho eren el 46%. A més, la intensitat de la infecció, mesurada en densitat d'espores bacterianes per hoste infectat, era molt més alt en les puces d'aigua asexuals. En aquest cas, la combinació de gens va afavorir el sistema defensiu de les puces concebudes.
"La clau perquè la recombinació [genètica] superi la transmissió per clonació resideix en el fet que la descendència ha de ser, de mitjana, el doble de bona que les seves mares. Vam veure que les puces d'aigua creades sexualment eren més de dues vegades més resistents al paràsit", explica el biòleg de la Universitat de Stirling (Regne Unit) i principal autor de l'estudi, Stuart Auld.
Els Potamopyrgus antipodarum nascuts per reproducció sexual són de 2 a 5 vegades més resistents als paràsits. Michal Maňas
Per als autors d'aquesta investigació, publicada a Proceedings of the Royal Society B, la clonació permet una reproducció el doble de ràpida i l'herència genètica es manté intacta. "Si una mare està ben adaptada a un ambient determinat, tindrà la seguretat que la seva descendència també estarà ben adaptada", explica Auld. Però aquesta estratègia té un risc: si apareix una mutació perjudicial o el seu antagonista evoluciona i obté avantatge, pot comprometre tot el llinatge.
"La gran qüestió té a veure amb l'avantatge de la diversitat genètica"
Al contrari, la recombinació genètica mitjançant l'estratègia sexual permet la barreja de gens de diferents individus. Això implica que les possibles mutacions genètiques nocives es concentraran, amb el pas del temps, en uns individus laminats per la selecció natural. "Mentre que la transmissió per clonació té avantatge en aquells ambients que són constants, la recombinació encaixa millor allà on hi ha variació, i la majoria dels ambients són variables", comenta Auld. La puça d'aigua combina com pocs animals les dues estratègies.
Als llacs de Nova Zelanda hi ha un altre animal que reforça la idea de l'efecte de la Reina Vermella i la rellevància del parasitisme. Es tracta del cargol Potamopyrgus antipodarum. Com la puça d'aigua, hi ha poblacions sexuals i d’altres d’asexuals. La diferència és que cada femella només fa servir una estratègia. El seu principal enemic és un cuc trematode (Microphallus sp), que, com el bacteri de la puça, l’esterilitza. Segons diversos estudis, els cargols asexuals apareixen, de mitjana, entre dues i cinc vegades més infectats que els sexuals. A més, sembla haver-hi una correlació entre mascles de cargol i paràsit. A les zones on hi ha més mascles, la prevalença de trematodes disminueix.
"La gran qüestió té a veure amb l'avantatge de la diversitat genètica", recorda el biòleg de l’Escola Politècnica Federal de Zuric (Suïssa), Jukka Jokela, que fa 25 anys que estudia la coevolució d'espècies i paràsits, en particular la del cargol P. antipodarum. "Els patògens, les malalties, els paràsits són específics de cada genotip. Ho sabem per la grip, el VIH, el xarampió 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 família. Imagineu-vos que tots som iguals, un individu copiat milions de vegades. Una població amb només un genotip seria molt vulnerable a la següent grip que fos letal per a aquest genotip. Tots emmalaltiríem alhora i probablement moriríem", raona Jokela.