Reproducción sexual

La reproducción sexual fue una innovación evolutiva temprana después de la aparición de células eucariotas. El hecho de que la mayoría de los eucariotas se reproduzcan sexualmente es evidencia de su éxito evolutivo. En muchos animales, es el único modo de reproducción. Y, sin embargo, los científicos reconocen algunas desventajas reales de la reproducción sexual. En la superficie, los descendientes que son genéticamente idénticos a los padres pueden parecer más ventajosos. Si el organismo padre ocupa con éxito un hábitat, la descendencia con los mismos rasgos sería igualmente exitosa. También existe el beneficio obvio de un organismo que puede producir descendencia mediante la gemación, la fragmentación o los huevos asexuales. Estos métodos de reproducción no requieren otro organismo del sexo opuesto. No hay necesidad de gastar energía para encontrar o atraer una pareja. Esa energía se puede gastar en producir más descendencia. De hecho, algunos organismos que llevan un estilo de vida solitario han conservado la capacidad de reproducirse asexualmente. Además, las poblaciones asexuales solo tienen individuos femeninos, por lo que cada individuo es capaz de reproducirse. En contraste, los machos en poblaciones sexuales (la mitad de la población) no están produciendo descendencia por sí mismos. Debido a esto, una población asexual puede crecer dos veces más rápido que una población sexual en teoría. Esto significa que en competencia, la población asexual tendría la ventaja. Todas estas ventajas para la reproducción asexual, que también son desventajas para la reproducción sexual, deberían significar que el número de especies con reproducción asexual debería ser más común.

Sin embargo, los organismos multicelulares que dependen exclusivamente de la reproducción asexual son extremadamente raros. ¿Por qué es tan común la reproducción sexual? Esta es una de las preguntas importantes en biología y ha sido el foco de mucha investigación desde la segunda mitad del siglo XX hasta ahora. Una explicación probable es que la variación que la reproducción sexual crea entre las crías es muy importante para la supervivencia y reproducción de esas crías. La única fuente de variación en los organismos asexuales es la mutación. Esta es la última fuente de variación en los organismos sexuales. Además, esas diferentes mutaciones se reorganizan continuamente de una generación a otra cuando diferentes padres combinan sus genomas únicos, y los genes se mezclan en diferentes combinaciones por el proceso de meiosis. La meiosis es la división de los contenidos del núcleo que divide los cromosomas entre los gametos. La variación se introduce durante la meiosis, así como cuando los gametos se combinan en la fertilización.

CONEXIÓN DE EVOLUCIÓN: La hipótesis de la Reina Roja

No hay duda de que la reproducción sexual proporciona ventajas evolutivas a los organismos que emplean este mecanismo para producir descendencia. La pregunta problemática es por qué, incluso frente a condiciones bastante estables, la reproducción sexual persiste cuando es más difícil y produce menos descendencia para organismos individuales. La variación es el resultado de la reproducción sexual, pero ¿por qué son necesarias variaciones continuas? Ingrese la hipótesis de la Reina Roja, propuesta por primera vez por Leigh Van Valen en 1973.1 El concepto fue nombrado en referencia a la raza de la Reina Roja en el libro de Lewis Carroll, Through the Looking-Glass, en el que la Reina Roja dice que uno debe correr a toda velocidad solo para quédate donde está uno.

Todas las especies coevolucionan con otros organismos. Por ejemplo, los depredadores coevolucionan con sus presas y los parásitos coevolucionan con sus anfitriones. Un ejemplo notable de coevolución entre los depredadores y sus presas es la coadaptación única de los murciélagos voladores nocturnos y sus presas de polillas. Los murciélagos encuentran su presa emitiendo clics de tono agudo, pero las polillas han desarrollado orejas simples para escuchar estos clics y evitar los murciélagos. Las polillas también han adaptado comportamientos, como volar lejos del murciélago cuando lo escuchan por primera vez o caer repentinamente al suelo cuando el murciélago está sobre ellos. Los murciélagos han desarrollado clics "silenciosos" en un intento de evadir la audición de la polilla. Algunas polillas han desarrollado la capacidad de responder a los clics de los murciélagos con sus propios clics como una estrategia para confundir las habilidades de ecolocalización de los murciélagos.

Cada pequeña ventaja obtenida por una variación favorable le da a una especie una ventaja sobre competidores cercanos, depredadores, parásitos o incluso presas. El único método que permitirá a una especie coevolucionaria mantener su propia parte de los recursos es también mejorar continuamente su capacidad de sobrevivir y producir descendencia. A medida que una especie obtiene una ventaja, otras especies también deben desarrollar una ventaja o serán superadas. Ninguna especie individual progresa demasiado lejos porque la variación genética entre la progenie de la reproducción sexual proporciona a todas las especies un mecanismo para producir individuos adaptados. Las especies cuyos individuos no pueden mantenerse al día se extinguen. El eslogan de la Reina Roja fue: "Se necesita correr todo lo que puedas para permanecer en el mismo lugar". Esta es una descripción adecuada de la coevolución entre especies competidoras.

Ciclos de vida de los organismos de reproducción sexual

La fertilización y la meiosis se alternan en los ciclos de vida sexual. Lo que sucede entre estos dos eventos depende del organismo. El proceso de meiosis reduce el número de cromosomas del gameto resultante a la mitad. La fertilización, la unión de dos gametos haploides, restaura la condición diploide. Hay tres categorías principales de ciclos de vida en organismos multicelulares: dominante diploide, en el que la etapa diploide multicelular es la etapa de vida más obvia (y no hay una etapa haploide multicelular), como ocurre con la mayoría de los animales, incluidos los humanos; dominador haploide, en el que la etapa haploide multicelular es la etapa de vida más obvia (y no existe una etapa diploide multicelular), como ocurre con todos los hongos y algunas algas; y alternancia de generaciones, en las cuales las dos etapas, haploide y diploide, son evidentes en un grado u otro dependiendo del grupo, como ocurre con las plantas y algunas algas.

Casi todos los animales emplean una estrategia de ciclo de vida dominante diploide en la que las únicas células haploides producidas por el organismo son los gametos. Los gametos se producen a partir de células germinales diploides, una línea celular especial que solo produce gametos. Una vez que se forman los gametos haploides, pierden la capacidad de dividirse nuevamente. No existe una etapa de vida haploide multicelular. La fertilización ocurre con la fusión de dos gametos, generalmente de individuos diferentes, restaurando el estado diploide.

(a)

(b)

(c)

(a) En animales, los adultos que se reproducen sexualmente forman gametos haploides a partir de células germinales diploides. (b) Los hongos, como el moho del pan negro (Rhizopus nigricans), tienen ciclos de vida dominantes haploides. (c) Las plantas tienen un ciclo de vida que alterna entre un organismo haploide multicelular y un organismo diploide multicelular.

La mayoría de los hongos y algas emplean una estrategia de ciclo de vida en la que el "cuerpo" multicelular del organismo es haploide. Durante la reproducción sexual, las células haploides especializadas de dos individuos se unen para formar un cigoto diploide. El cigoto se somete inmediatamente a meiosis para formar cuatro células haploides llamadas esporas.

El tercer tipo de ciclo de vida, empleado por algunas algas y todas las plantas, se llama alternancia de generaciones. Estas especies tienen organismos multicelulares haploides y diploides como parte de su ciclo de vida. Las plantas multicelulares haploides se llaman gametofitos porque producen gametos. La meiosis no está involucrada en la producción de gametos en este caso, ya que el organismo que produce gametos ya es haploide. La fertilización entre los gametos forma un cigoto diploide. El cigoto sufrirá muchas rondas de mitosis y dará lugar a una planta pluricelular diploide llamada esporofito. Las células especializadas del esporofito sufrirán meiosis y producirán esporas haploides. Las esporas se convertirán en gametofitos.

¿Te sirvió el contenido del tema? ¿tienes alguna duda o sugerencia? 

Puedes escribir un comentario en la parte de abajo y nosotros con gusto te responderemos. Esperemos que tengas un lindo día. ¡Mucho éxito en tus estudios!