"Vivir en el mundo sin conocer las leyes de la naturaleza es como ignorar la lengua
del país en el que uno ha nacido"


Hazrat Inayat Khan (místico musulmán sufí)
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- Sexo o no sexo, he ahí la cuestión


Esta entrada es la primera de tres entradas dedicadas al origen y evolución del sexo
 
Debo ser algo de masoquista cuando a veces leo webs dedicadas a despreciar todo el conocimiento acumulado durante más de siglo y medio sobre el origen y evolución de los seres vivos. Siempre que leo los argumentos y explicaciones creacionistas me sorprende la cantidad de esfuerzo que dedican a negar las pruebas científicas de la evolución, sin haberlas entendido nunca, y la ausencia total de esfuerzo en buscar las pruebas que demostrasen sus ideas. Un buen ejemplo es el "Archivo Origen Verdadero"
donde en su entrada sobre el origen del sexo y la reproducción sexual dice algunas lindezas tales como que "la evolución no explica el origen y mantenimiento del sexo mientras que ellos tienen la explicación correcta". Es fácil suponer cual es su explicación, así como la del origen de cualquier estructura y función de cualquier ser vivo. La ignorancia es atrevida y su primer paso es presumir de saber.

Yo no sé cual es el origen del sexo, pero puedo imaginarlo de la forma más simple posible sin necesidad de inventar ninguna entelequia.
La reproducción sexual es la forma de reproducirse la inmensa mayoría de los seres vivos, pero hay otras formas no sexuales más eficaces para cumplir su objetivo si hablamos estrictamente de la reproducción. Entonces ¿por qué los seres vivos se reproducen de forma sexual si parece menos eficaz?

Las bacterias y muchos otros microorganismos se reproducen, sin necesidad del sexo, por división de una célula por la mitad para dar dos células idénticas. Cuando cada una crezca al doble del tamaño inicial, volverá a dividirse de la misma manera. Evidentemente, este es el sistema más rápido y sencillo de aumentar el número de individuos de una especie. Si comenzásemos un cultivo con una sola bacteria que se divida cada 20 min, dada suficiente cantidad de alimento en 20 min habrá 2 bacterias, en una hora serán 8 y en once horas se habrán dividido 33 veces lo que daría a un número de descendientes superior al de humanos presentes hoy sobre la Tierra. Impresionante, ¿no?

Si esta forma de reproducción es tan eficaz, ¿por qué apareció el sexo? y, una vez aparecido ¿por qué todos los seres vivos que aparecieron después usaron el sexo para reproducirse?

La vida sobre la Tierra apareció hace unos 3.800 millones de años (Ma), y no fue sino hasta después de que transcurrieran 3.200 Ma que el sexo hizo su aparición. Durante ese 84% de la historia de la vida la reproducción asexual parece que fue suficiente para el mantenimiento de las especies de microorganismos, pero no lo fue para la creación de nuevas especies dado que todos los descendiente de una célula son genéticamente idénticas. La reproducción era monótona y únicamente la aparición aleatoria de mutaciones en el ADN introducía algunas variaciones con probabilidades extraordinariamente baja, cercanas a una alteración de un gen de cada cien millones de veces que se duplicaba. De no haber aparecido el sexo es altamente probable que los mismos microorganismos habrían continuado siendo hasta el presente los únicos pobladores del planeta.

Imaginemos unos sucesos que podrían haber sido bastante probables. Una alteración transitoria de la membrana que rodea a las células –causada por una fuerte carga eléctrica durante una tormenta, por la alta presión de los fondos marinos, por incremento brusco de la temperatura u otras causas– podría ocasionar la fusión de dos células. Esto causaría la aparición de una célula con dos genomas que podrían ser iguales o ligeramente distintos. Al tener doble tamaño y genoma, estas células se dividirían casi de inmediato para dar dos células.
Supongamos, además, que las dos células que se fusionan tuviesen tres genes con pequeñas variaciones que podrían, incluso, serles perjudiciales. El resto de los genes serían idénticos. La célula fusionada tendría, por tanto, dos genomas con esas tres diferencias. De forma simple podríamos representar cada gen por una letra y, así, un genoma podría ser Abc y el otro aBC. Al estar en una misma célula, estos dos genomas podrían participar en los sistemas de reparación de los daños del ADN, presentes en todas las células casi desde el origen de la vida. De esta manera, los dos genomas podrían dar lugar a intercambios en las secuencias de los genes, a lo que denominamos recombinación. Estos intercambios aleatorios harían que en lugar de dar dos células con los mismos genes que las dos células originales, podrían dar ocho tipos de células con genomas diferentes tan solo combinando las dos alternativas de los tres genes: los originales (Abc y aBC) y los intercambiados (ABC, abc, AbC, aBc, ABc y abC). Si los genes mutados, b y c, afectaban a una misma estructura o un metabolismo, los individuos con el genoma Abc tendrían serios problemas de supervivencia. Por el contrario, entre los descendientes de las células fusionadas, sólo uno de cada cuatro individuos serían defectuosos (en seis de los ocho posibles descendientes no se encuentran juntas las variantes b y c), lo que aumentaría la eficacia biológica (entendida como una mayor viabilidad y reproducción) de aquellos grupos que aprovechasen este inicial accidente.

Esta mayor eficacia del grupo haría incrementar no sólo el número de sus descendientes sino que aumentaría considerablemente y de forma muy rápida la variabilidad de éstos. Esta variabilidad es la base para que, en la lucha por la vida, puedan estar unos favorecidos y otros perjudicados, lo que es la base de la selección natural, origen de la evolución.

Esta mayor capacidad de evolución haría más probable la aparición de una función, o la modificación de otra previa, que promoviese la fusión celular para reproducirse. Los descendientes con esta funcionalidad tendrían mayor variabilidad en sus descendientes lo que les daría mayor capacidad evolutiva y mayor posibilidad de creación de nuevas especies que se reproducirían mediante la fusión celular y el intercambio o recombinación entre los dos genomas ahora en contacto.

El sexo habría hecho su aparición. Desde ese momento, todas las especies que evolucionaron a partir de este tronco se reprodujeron de forma sexual.

Y hablando de sexo, podríamos preguntarnos ¿cuantos sexos hay? Dudo que se hayan planteado esta pregunta alguna vez, así que yo se la formularé para dar pié a la siguiente entrada.

Más arriba les he dejado, además, una pregunta a medio contestar. Esto se parece a las novelas por entrega que siempre terminan dejando algo sin resolver para picar la curiosidad y continuar atentos a la siguiente entrega. En este caso la pregunta es ¿por qué, si es menos eficaz, el sexo  se ha extendido entre todos los seres vivos aparecidos a partir de su inicio? Lo analizaremos en el tercer y último capítulo de esta saga que denomino El hándicap del sexo.