Los nuevos datos son los primeros en respaldar una hipótesis difícil de probar para la evolución de la determinación del sexo que se encuentra en algunos insectos

Investigadores han proporcionado la primera evidencia empírica que respalda una hipótesis sobre la evolución de la haplodiploidía, el raro sistema de determinación del sexo propio de hormigas o abejas.

El sistema de determinación del sexo más familiar es el sistema XX/XY, en el que las hembras tienden a tener un par de cromosomas sexuales X y los machos tienen un X y un Y. En muchas especies (como los humanos), un espermatozoide y un óvulo, células haploides que cada uno contiene una sola copia de material genético que incluye un solo cromosoma sexual; se unen para crear un individuo diploide con dos copias de material genético.

Sin embargo, en la haplodiploidía, las hembras siguen el sistema óvulo-espermatozoide mientras que los machos surgen solo de un óvulo. Esto significa que los machos solo tienen la mitad de la información genética de sus contrapartes femeninas (toda de su madre).

“Hay una especie de rompecabezas fundamental en biología, que es ¿cómo es que hay cosas raras?”, explica en un comunicado el autor del estudio Scott Roy, profesor asociado de Biología en la Universidad de San Francisco State. “O la cosa extraña evolucionó en un solo paso o tuvo que haber sucedido en una serie de pasos, cada uno de los cuales fue aceptado por la evolución”.

El problema es que es difícil explicar la transición evolutiva del sistema de determinación del sexo más familiar a la haplodiploidía, dice Roy. Dado que los machos haploides tienen menos material genético y no tienen genes paternos (lo que reduce la diversidad genética), esperaríamos que tuvieran menos posibilidades de supervivencia. Entonces, ¿cómo han mantenido las especies a los machos haploides?

La clave podría estar en los conflictos intragenómicos (es decir, conflictos entre diferentes genes dentro de un individuo) que desestabilizan los sistemas genéticos y promueven el origen de nuevos sistemas (como la haplodiploidía). De acuerdo con esta hipótesis, los genes vinculados al cromosoma X del padre podrían estar sesgando la producción de espermatozoides para producir más espermatozoides que contengan X, lo que daría lugar a más hijas (XX) que hijos. Si es así, esto podría impulsar la producción de machos haploides para reequilibrar la proporción de machos y hembras. Los investigadores sospechan que esto sucedería en presencia de un cromosoma X más grande.

“La idea de que el conflicto entre genes en un solo organismo podría estar impulsando la evolución ha existido por un tiempo. Pero hasta la fecha hay muy pocas o ninguna prueba empírica al respecto”, dijo Roy.

Eso se debe a que es una hipótesis difícil de probar en especies conocidas y distinguirla de otras posibles explicaciones, agrega. Pero eso no lo detuvo ni a él ni a sus colaboradores.

Secuenciaron el genoma completo de mosquitos de hongos de alas oscuras, mosquitos de las agallas y colémbolos para solucionar algunos de sus desafíos experimentales. Estas especies son esencialmente haplodiploides, pero permitirían a los investigadores separar la hipótesis del conflicto de otras hipótesis propuestas.

El análisis reveló que estas especies tienen cromosomas X muy grandes en comparación con las especies diploides relacionadas. Sus grandes cromosomas X ocupaban entre el 16% y el 66% del genoma de una especie.

“Normalmente, del 1 al 5% del genoma se trata del cromosoma X, pero en estos sistemas es casi la mitad del genoma. Esa es una diferencia muy grande y clara”, dijo la primera autora Noelle Anderson, estudiante de doctorado de la Universidad de California, Merced.

Lo emocionante es cómo de claros son los datos, explica Roy. “Estamos hablando de más de decenas de millones de años de evolución aquí, tal vez cientos. Y ver esto claro, un patrón en los datos bioinformáticos es casi inaudito”, agregó.

Esta evidencia apoya la idea de que los conflictos intragenómicos podrían impulsar la evolución de nuevos sistemas biológicos, dice Roy.

Fuente: europapress.es