Divulgación: ¿Por qué el S3X0?
Los seres vivos de este planeta se pueden reproducir de dos formas, por reproducción sexual o asexual, cada una de ellas con sus propias ventajas y desventajas. Muchos organismos unicelulares pueden tener ambos tipos de reproducción dependiendo de las condiciones ambientales, mientras que otros, como las Amoebas sólo pueden reproducirse de manera asexual. Algunas plantas pueden reproducirse de manera asexual mediante la generación de "tallos horizontales" llamados rizomas que se extienden por la superficie del suelo. En los animales, la reproducción sexual puede darse por un proceso llamado "gemación" como ocurre con la Hydra, o por el desprendimiento de un fragmento del progenitor, como en las esponjas de mar y ciertos gusanos.
En la reproducción asexual se generan individuos genéticamente idénticos a los progenitores y además es muy rápida por lo que el potencial de crecimiento poblacional es enorme, de tal forma que los organismos que tienen este tipo de reproducción logran una rápida colonización del medio ambiente, lo cual parece una clara ventaja evolutiva. ¿Entonces por qué surgió la reproducción sexual?
La reproducción sexual es complicada y energéticamente costosa. Una población con reproducción sexual pierde la mitad de su potencial para reproducirse debido a que se producen machos. Esto permite incrementar el número de individuos a una velocidad menor (aproximadamente a la mitad) que en aquellos que tienen reproducción asexual. Además, durante la reproducción sexual se necesita un esfuerzo considerable en buscar pareja, cortejarla y copular, sin mencionar que esto puede exponer a los organismos a depredadores mientras realizan estas actividades.
En la reproducción sexual hay un enorme potencial de generar variabilidad genética en los organismos. Durante reproducción sexual, los cromosomas son segregados para la producción de gametos (las células reproductoras, como el espermatozoide y el óvulo). El número posible de combinaciones para la segregación de los cromosomas es de 2n; en donde 2 es el número de cromosomas homólogos (uno de aportación materna y otro de aportación paterna) y n es el número haploide de cromosomas.
Si el número total de cromosomas de un organismo es 4 (número diploide de cromosomas) entonces n=2 (número haploide), por tanto, el número de combinaciones posibles sería 22, esto es 4. Pero si el número de cromosomas fuera 8 (n=4) entonces las combinaciones posibles serían 24=16. En el humano, con 46 cromosomas (n=23), las combinaciones posibles son de 223=8 388 608, es decir más de 8 millones!. Parece mucho, pero si pensamos en que la ciudad de Tokio, en Japón, tiene 37 millones de habitantes nos da una perspectiva diferente.
¿Y cuál es la ventaja de esa enorme variabilidad?. Es motivo de debate entre biólogos, pero hay tres posibles hipótesis. La primera apunta al hecho de que los ecosistemas son cambiantes y que los padres debes asegurar que su descendencia esté preparada para ello, y la variabilidad es una apuesta de lotería para ese propósito. Esta hipótesis parece plausible, sin embargo, estos cambios no suelen darse de una generación a la siguiente, sino que ocurre en "tiempos geológicos" es decir en miles o millones de años, mucho más lento de lo que ocurre la reproducción de los organismos.
Otra hipótesis remarca que los ambientes son diversos, ofrecen una enorme variedad de nichos ecológicos (el papel que desempeñan las especies dentro del ecosistema). Esta variedad de oportunidades puede ser explotada de mejor manera si los organismos de las siguientes generaciones presentan ligeras variaciones respecto a los progenitores y entre ellos mismos. De esta manera, la reproducción sexual representa una forma de evitar la competencia directa por los recursos entre parientes cercanos.
Una tercera hipótesis se basa en el hecho de que muchos organismos se encuentran en una "batalla armamentista" donde cada uno trata de mejorar su eficiencia con respecto al otro, como en el caso de los depredadores y sus presas o en el caso de los parásitos y sus huéspedes. El éxito en esta carrera depende de un cambio genético rápido que genere variaciones a un ritmo que pueda lidiar con las adaptaciones y contra-adaptaciones que viven los organismos. La enorme variación generada por la continua segregación de los cromosomas durante la reproducción sexual provee este mecanismo.
Es probable que la reproducción sexual favorezca la supervivencia del más apto planteada para cada una de estas tres hipótesis: a corto plazo la explotación adecuada de los diversos ecosistemas, a mediano plazo la lucha en la "batalla armamentista" y a largo plazo la adaptación a los medios ambientes cambiantes.
En la reproducción asexual se generan individuos genéticamente idénticos a los progenitores y además es muy rápida por lo que el potencial de crecimiento poblacional es enorme, de tal forma que los organismos que tienen este tipo de reproducción logran una rápida colonización del medio ambiente, lo cual parece una clara ventaja evolutiva. ¿Entonces por qué surgió la reproducción sexual?
La reproducción sexual es complicada y energéticamente costosa. Una población con reproducción sexual pierde la mitad de su potencial para reproducirse debido a que se producen machos. Esto permite incrementar el número de individuos a una velocidad menor (aproximadamente a la mitad) que en aquellos que tienen reproducción asexual. Además, durante la reproducción sexual se necesita un esfuerzo considerable en buscar pareja, cortejarla y copular, sin mencionar que esto puede exponer a los organismos a depredadores mientras realizan estas actividades.
Ventajas de la reproducción sexual
Pero entonces, si la reproducción sexual es costosa y poco efectiva, ¿Por qué surgió y se seleccionó a lo largo de la evolución?. La respuesta claramente tiene que ver con la variación genética, pero ¿Cómo es que esta variación representa una ventaja enorme sobre la reproducción sexual?.En la reproducción sexual hay un enorme potencial de generar variabilidad genética en los organismos. Durante reproducción sexual, los cromosomas son segregados para la producción de gametos (las células reproductoras, como el espermatozoide y el óvulo). El número posible de combinaciones para la segregación de los cromosomas es de 2n; en donde 2 es el número de cromosomas homólogos (uno de aportación materna y otro de aportación paterna) y n es el número haploide de cromosomas.
Si el número total de cromosomas de un organismo es 4 (número diploide de cromosomas) entonces n=2 (número haploide), por tanto, el número de combinaciones posibles sería 22, esto es 4. Pero si el número de cromosomas fuera 8 (n=4) entonces las combinaciones posibles serían 24=16. En el humano, con 46 cromosomas (n=23), las combinaciones posibles son de 223=8 388 608, es decir más de 8 millones!. Parece mucho, pero si pensamos en que la ciudad de Tokio, en Japón, tiene 37 millones de habitantes nos da una perspectiva diferente.
¿Y cuál es la ventaja de esa enorme variabilidad?. Es motivo de debate entre biólogos, pero hay tres posibles hipótesis. La primera apunta al hecho de que los ecosistemas son cambiantes y que los padres debes asegurar que su descendencia esté preparada para ello, y la variabilidad es una apuesta de lotería para ese propósito. Esta hipótesis parece plausible, sin embargo, estos cambios no suelen darse de una generación a la siguiente, sino que ocurre en "tiempos geológicos" es decir en miles o millones de años, mucho más lento de lo que ocurre la reproducción de los organismos.
Otra hipótesis remarca que los ambientes son diversos, ofrecen una enorme variedad de nichos ecológicos (el papel que desempeñan las especies dentro del ecosistema). Esta variedad de oportunidades puede ser explotada de mejor manera si los organismos de las siguientes generaciones presentan ligeras variaciones respecto a los progenitores y entre ellos mismos. De esta manera, la reproducción sexual representa una forma de evitar la competencia directa por los recursos entre parientes cercanos.
Una tercera hipótesis se basa en el hecho de que muchos organismos se encuentran en una "batalla armamentista" donde cada uno trata de mejorar su eficiencia con respecto al otro, como en el caso de los depredadores y sus presas o en el caso de los parásitos y sus huéspedes. El éxito en esta carrera depende de un cambio genético rápido que genere variaciones a un ritmo que pueda lidiar con las adaptaciones y contra-adaptaciones que viven los organismos. La enorme variación generada por la continua segregación de los cromosomas durante la reproducción sexual provee este mecanismo.
Es probable que la reproducción sexual favorezca la supervivencia del más apto planteada para cada una de estas tres hipótesis: a corto plazo la explotación adecuada de los diversos ecosistemas, a mediano plazo la lucha en la "batalla armamentista" y a largo plazo la adaptación a los medios ambientes cambiantes.
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