Articulo # 2
Reproducción
sin machos:
partenogénesis
en lagartijas
* Federico Arias. IBIGEO-CONICET y Facultad de Ciencias
Naturales, UNSa.
Artículos
La partenogénesis es un proceso natural llamativo, donde
poblaciones unisexuales pueden reproducirse sin que se produzca la
fertilización del óvulo. El término partenogénesis fue impuesto por Owen (1849)
y viene del griego: partenos = “virgen” y génesis =“origen”, lo que quiere decir reproducción virginal.
En la reproducción sexual, donde hay aporte genético de un macho y
de una hembra, las células germinales (gametos) se forman por un mecanismo de
división celular denominado meiosis. En este proceso una célula diploide (2n,
par cromosómico) experimenta dos divisiones sucesivas, denominadas meiosis I y
meiosis II, generando cuatro células haploides (n) con la mitad de la información
genética. En el transcurso de la primera división celular (meiosis I) se
produce el entrecruzamiento cromosómico que produce la recombinación
cromosómica (Fig. 1). Por lo tanto, las gametas femeninas y masculinas durante
la fertilización forman una nueva célula diploide que se desarrollará en un
individuo.
Figura 1: En la parte superior se muestra
la división meiótica normal, con el producto final de células haploides. En la parte inferior se muestra
la duplicación de cromosomas por premeiosis, generando células diploides.
La
reproducción partenogenética, en el cual se forma descendencia a partir
únicamente del material genético contenido en la célula germinativa femenina,
se produce de diferentes formas en los distintos linajes del reino animal.
Soumalainen et al. (1987) propone tres tipos de partenogénesis:
- Haploide: donde
los individuos se formar a partir de un óvulo haploide. Este tipo de
partenogénesis ocurre en nemátodos, rotíferos, homópteros, coleópteros,
himenópteros y arácnidos. Si la progenie producida es masculina se denomina
“arrenotoquia”. Por el contrario, si es femenina se denomina “telitoquia”.
- Apomítica: donde el conjunto de cromosomas no sufre reducción meiótica.
Ocurre en cnidarios, platelmintos, nematodos, insectos, arácnidos, rotíferos,
moluscos, anélidos, crustáceos y peces.
- Automitótica: los cromosomas se aparean, se produce el entrecruzamiento y se
forman los bivalentes o pares cromosómicos (en organismos diploides). La
restauración de la diploidia se puede producir por la duplicación pre-meiótica
de cromosomas (Fig. 1), o una vez finalizada la división meiótica por fusión de
los núcleos. Este tipo de reproducción ocurre en insectos, arácnidos, anélidos,
salamandras, anuros y reptiles. Tanto en la duplicación cromosómica como en la
fusión nuclear (ambos procesos automíticos, descriptos en el caso 3, el número cromosómico
es reducido normalmente por meiosis pero el apareamiento de los cromosomas
homólogos permite mantener la heterocigosis.
Partenogénesis en lagartijas
La partenogénesis es un tipo de clonación, donde cada hembra
produce hijas hembras sin intercambio de material genético con los machos. Por
lo tanto, en la progenie todos los individuos son hembras con el mismo contenido
genético de la madre. Una de las primeras especies de lagartijas
partenogenéticas estudiadas fue Lacerta saxicola (Darevsky, 1962). Posteriormente se incrementaron notablemente los
estudios sobre poblaciones unisexuales (Lower and Wright, 1966; Maslin, 1971;
entre otros) y actualmente, se conocen 40 especies partenogenéticas,
comprendidas en ocho familias de lagartijas y dos de serpientes (Tabla 1). Se
ha propuesto que la mayoría de estas, parecen haber sido originadas por el
resultado de la hibridación (reproducción) de dos especies sexuales que no
representan, necesariamente, grupos hermanos o estrechamente relacionados.
La mayoría de las especies híbridas (descendientes) son diploides,
pero en algunas, el ovocito producido por el híbrido diploide no sufre
reducción en el número de cromosomas y cuando es fecundado por un
espermatozoide, produce un embrión
tripoide (Fig. 2).
Figura 2: Cariotipo tripoide de Lepidosoma percarinatum, 3n= 66 (Pellegrino et al.,
2003).
Figura 3: Proceso evolutivo de la partenogénesis.
Adaptado de Crews, 1998.
El
origen de una especie triploide ha sido estudiado en lagartijas del género Aspidoscelis,
característica de la herpetofauna del Centro y Norte de América. La especie
triploide Aspidoscelis uniparens,
abundante en los desiertos de New
México, desciende por hibridación inicial de dos especies con reproducción
sexual: A. inornata x
A. burti,
lo que genera una población partenogenética diploide que se cruza, nuevamente,
con una hembra de C. inornata (Fig.
3). Como consecuencia, dos tercios del genoma tripoide de la especie
partenogenética descendiente es derivado de A. inornata,
ancestro maternal (Wright, 1993).
Se
han reconocido varias especies partenogenéticas que no tienen origen híbrido,
sino que son generadas espontáneamente. En este caso, el origen de este
mecanismo de reproducción se habría producido de manera espontánea a partir de
una población ancestral bisexual. Ejemplos de estos los encontramos en algunas
especies de geckos, gimnoftálmidos o en el dragón de Komodo (Varanus
komodoensis, Watts et al., 2006) (Fig. 4).
Figura 4: Especies partenogenéticas sin origen
híbrido: A) Lepidodactylus lugubris (geco).
B) Varanus komodoensis (dragón de comodo).
C) Gymnophthalmus underwoodi (gimnoftálmido).
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Por
otro lado, se registró un caso de partenogénesis facultativa (donde la hembra
tiene la capacidad de alterar entre reproducción sexual y partenogénesis según
presiones externas) en reptiles. En la gran serpiente pitón (Python
molorus bivittatus, Grootet al., 2003) se observó que la misma
tiene la capacidad de reproducirse partenogenéticamente y sexualmente. Por lo
que este sistema representa una instancia de no-híbrido inducido de
partenogénesis facultativa.
En Argentina solo se registró un caso de reproducción por
partenogénesis de la lagartija Teius suquiensis, que se encuentra en la provincia de Córdoba y alrededores (San
Luis, Santa Fe y Santiago del Estero). Está especie unisexual se habría
originado por el cruzamiento de dos especies con reproducción sexual, Teius teyou x Teius oculatus (Ávila y Martori, 1991).
Recientemente, se encontró en la provincia de Mendoza una
población de lagartijas pertenecientes al género Liolaemus (Iguania), donde todos sus
integrantes son hembras, tripoides y presentan la partenogénesis como mecanismo
reproductivo (Abdala etal. datos sin publicar). Lo llamativo de este increíble
hallazgo es que esta especie sería la única dentro del gran grupo Iguania (con
más de 1000 especies) que presenta este tipo de reproducción.
Comportamiento pseudosexual, su influencia sobre las hormonas
El mismo comportamiento sexual que llevan a cabo los machos de las
especies sexuales de Aspidoscelis se observó en especies partenogenéticas (Fig. 5). Este
comportamiento se denomina “pseudocopulación o pseudosexual”, ya que, una
hembra se comporta como un macho en la cópula, e intenta aparearse con otra
hembra.
Se ha demostrado que este comportamiento está directamente relacionado
con el ciclo ovárico y con los niveles hormonales. Se registró que el
comportamiento “como hembra” se produce en el estadio preovupreovulatorio
del ciclo folicular, cuando los niveles de estradiol son altos, mientras que el
comportamiento “como macho” es más frecuente en el estadio postovulatorio del
ciclo, cuando los niveles de progesterona son altos (Moore et al., 1985a).
La
transmisión del comportamiento pseudosexual “como macho a como hembra” ocurre
en la ovulación, paralelamente cuando hay una transición de dominancia de
estradiol a dominancia de progesterona (Fig. 6).
Esto sugiere que los niveles de hormona
influyen directamente en los cambios de comportamiento como se demostró por la
administración exógena de progesterona, que provoca comportamiento pseudosexual,
mientras que el estradiol provoca el comportamiento como hembra (Grassman and
Crews, 1986). Así, la progesterona dispara el comportamiento pseudosexual “como
macho” en la partenogénesis.
Figura 6: Relación entre los niveles de hormonas, el ciclo ovárico
y el comportamiento pseudosexual en Aspidoscelis. Tomado de Crews, 1989.
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Consideraciones finales
Dado
que la partenogénesis en Squamata produce sólo hembras y favorece que la tasa de reproducción, en términos de potencial de crecimiento poblacional, sea muy
grande comparada con aquellos que se reproducen sexualmente, se
podría interpretar como una ventaja de la reproducción unisexual. Sin embargo la realidad indica que son muy pocas las especies con este tipo de reproducción.
La reproducción sexual genera la
variabilidad entre los organismos de una población, es decir el material crudo
sobre el cual actúa la selección natural. Como los organismos no pueden
predecir cuál será el ambiente para su descendencia, la producción de progenie
ligeramente diferente, resultado de la recombinación genética durante la
reproducción sexual, otorga la oportunidad de adaptarse a los cambios del
ambiente. Por el contrario, aquellos organismos que se originan a partir de un
único individuo, son idénticos genéticamente a su progenitor, por lo tanto no cuentan
con las variables genéticas que les permita adaptarse a un cambio brusco del
ambiente.
En fin, la partenogénesis es un medio reproductivo que está
instalado en varios grupos de Squamata (Tabla 1) y lleva a pensar que esta
estrategia reproductiva, por el momento, asegura la continuidad de una especie
sin que tener que contar con el aporte genético de los machos.
Articulo # 3
Investigadores suecos
han descubierto un nuevo mecanismo de división celular en un microorganismo que
crece en medios ácidos calientes. El hallazgo puede aportar nuevos
conocimientos sobre los procesos clave que se desarrollan en células humanas y
permitir una mejor comprensión de los principales linajes evolutivos de la vida
sobre la Tierra. El estudio se ha publicado en la revista de la Academia
Americana de Ciencias,PNAS.
El equipo de
investigación del Centro de Biología Evolutiva de la Universidad de Uppsala
(Suecia) ha identificado una maquinaria de división celular completamente
nueva. El descubrimiento se ha hecho en el microorganismo Sulfolobus
acidocaldarius, del grupo de las Arqueas, que fue aislado
originalmente de una fuente caliente del Parque Nacional de Yellowstone en
Wyoming (EEUU).
Debido a las extremas
condiciones en las que vive el organismo (las células crecen óptimamente en
condiciones ácidas a 80ºC), éste tiene un gran interés para diversos tipos de
investigaciones sobre el origen de la vida en ambientes calientes de la Tierra
primigenia y la búsqueda de vida en ambientes extremos en otros planetas. Así
lo explica Rolf Bernander, autor principal del estudio.
Los investigadores
han identificado tres genes que se activan justo antes de la división celular.
Los productos proteicos de estos genes forman una banda angulosa en la mitad de
la célula, entre los cromosomas recién segregados, la cual va constriñendo
gradualmente la célula hasta que se forman dos nuevas células hijas.
“Es
la primera vez en décadas que se descubre un mecanismo de división celular
nuevo. Además los productos génicos no muestran ninguna similitud con proteínas
relacionadas con la división celular previamente conocidas”, apunta Bernander.
Dos
de las tres proteínas están relacionadas con las proteínas eucarióticas
denominadas ESCRT, las cuales juegan un papel importante en la formación de
vesículas durante los procesos de transporte intracelular y que intervienen
también en la gemación (un tipo de reproducción asexual) de virus de la
superficie celular.
Los resultados son
importantes no sólo para conocer mejor la biología celular de las arqueas y
extremófilos, sino también de los principales procesos celulares en el ser
humano y en otros organismos superiores. Asimismo, estos datos son relevantes
para la comprensión de otros aspectos relacionados con el origen e historia
evolutiva de estos procesos.
Fuente: SINC //
Universidad de Uppsala.
