31 enero, 2010

Un escándalo evolutivo

La reproducción sexual ha sido uno de los grandes motores de la evolución, sobre todo en una carrera armamentista entre hospedero y parásito o presa y depredador. Hay un modelo que explica este fenómeno, la Reina Roja (Red Queen Model), que más o menos dice que una presa se volverá cada vez más rápida o un hospedero desarrollará nuevas estrategias para evitar ser cazado o colonizado por un predador o parásito y a su vez este predador o parásito se hará más veloz o desarrollará nuevas estrategias para poder alcanzar y colonizar a su presa u hospedero, volviéndose un círculo vicioso.

ResearchBlogging.orgLa reproducción sexual favorece la eliminación de mutaciones perjudiciales para un organismo, facilita la coevolución y aumenta la variabilidad genética dentro de una especie, que a la larga será una ventaja en su supervivencia. Menos del 1% de los animales tienen una reproducción asexual, ya que los animales que han evolucionado una reproducción asexual se han extinto a través del tiempo. Pero, la reproducción sexual también tiene sus desventajas ya que la eficiencia de transmisión genética es del 50%, haciendo que se pierdan las combinaciones genéticas buenas, además, disemina una serie de enfermedades e infecciones y es energéticamente costosa, yendo en contra de la parsimonia (hacer todo con el menor gasto de energía posible).

La clase Bdelloidea, del phylum Rotífera, es uno de los pocos animales que teniendo reproducción asexual, han sobrevivido por millones de años, a pesar de acumular varias mutaciones en su genoma. Ninguna de las 450 especies observadas tienen machos o algún tipo de división meiótica. El éxito de su supervivencia se basa en librarse de su parásito y migrar a otro lugar libre de ellos. Los parásitos más comunes son los hongos oomicetos, los hifomicetos y el parásito exclusivo Rotiferophthora.

La migración y variabilidad clonal a nivel de población puede sustituir la recombinación y variabilidad genética a nivel individual.

Como se da esta estrategia? Los bdelloides pueden llegar a vivir hasta 9 años, con repetidas rondas de desecaciones completas. Tienen la capacidad de realizar la anhidrobiosis (drenar toda el agua de sus células hasta quedar completamente secas). Además, una vez secos, pueden ser dispersados por el viento a otros hábitats libres de sus parásitos en pequeñas estructuras de menos de 300um llamadas “toneles”. Y los bdelloides no son exigentes en cuanto a las condiciones del medio donde viven, pueden desarrollarse en casi cualquier hábitat.

Wilson & Sherman investigaron exactamente como se desarrollaba esta estrategia, para eso se usaron a la bdelloidea Habrotrocha elusa y su endoparásito Rotiferophthora angustispora. Se cultivaron bdelloideas en placas petri, al noveno día se inocularon con conidias de R. angustispora (hubo un grupo control al que no se le inoculó). 72 horas después, las placas inoculadas fueron desecadas —menos una que quedó como control positivo— y se mantuvieron a una humedad relativa de 39.8% por 7, 14, 21, 28 y 35 días para luego ser rehidratadas.

 rotifera

La placas que no fueron desecadas fueron exterminadas por completo por el parásito en ~14 días, al mismo tiempo que las placas no infectadas alcanzaron un pico de mayor densidad poblacional. Las que fueron sometidas a 7 y 14 días de desecación no exhibieron colonización alguna durante las primeras 48 horas, luego las hifas empezaron a aparecer y exterminaron a la población en ~18 días. Si no tomamos en cuenta los 4 días que toma las hifas en regenerarse, la exterminación se da en 14 días, y se mantiene como una constante. Después de 21, 28 y 35 días de anhidrobiosis, el 60, 85 y 90.5% de las rotíferas se mantuvieron libres de parásitos.

Como en la naturaleza los bdelloides desecados son dispersados por el aire, se pusieron placas con rotíferas infectadas desecadas en una cámara de viento con un flujo de aire suave y turbulento a unos 40 cm de placas libres de parásitos  y se dejaron ahí por 7 días. Después de esa semana, las placas acumularon ~5.01mg de material dispersado por el aire, y al ser rehidratados, en 17 de las 24 placas volvieron a crecer los bdelloides y 10 de ellas estuvieron libres de parásitos (58.8%). Los 7 que si presentaron infección, exterminaron a la población de bdelloides en ~16 días. Al repetir el experimento se obtuvo un resultado similar de supervivencia (63.6%) y al repetir este experimento sin desecar a los bdelloides todas las placas fueron exterminadas por los parásitos en ~22 días.

Como conclusiones podemos sacar que R. angustispora es menos resistente a la desecación que sus hospederos. Son pocos los organismos que puedan sobrevivir a desecaciones extremas, solo estructuras especializadas como esporas o semillas pueden hacerlo. Al menos se requiere de tres semanas de anhidrobiosis para poder sobrevivir a sus parásitos. Segundo, la dispersión por el viento ayuda a los bdelloides a escapar de sus parásitos, en otras palabras, bdelloidea y R. angustispora juegan a “las escondidas” y, al parecer, lo harán por miles de años más. Tercero, el éxito de este animal con reproducción asexual reta a a hipótesis que dice que son los animales con reproducción sexual los que tienen el mejor éxito evolutivo, además, su reproducción asexual le permite evadir a su patógeno sin incurrir en grandes gastos de energía.

A pesar que solo son casos aislados, debemos entender que la naturaleza es más compleja que nuestras hipótesis y teorías no alcanzan para explicarla.

Referencia:

Wilson, C., & Sherman, P. (2010). Anciently Asexual Bdelloid Rotifers Escape Lethal Fungal Parasites by Drying Up and Blowing Away Science, 327 (5965), 574-576 DOI: 10.1126/science.1179252

Etiquetas de Technorati: ,

3 comentarios:

  1. Es un articulo muy interesante!!!! Saludos

    ResponderEliminar
  2. Buena entrada, pero tengo una duda en la cita: 'La migración y variabilidad clonal a nivel de población puede sustituir la recombinación y variabilidad genética a nivel individual.'
    No debería ser:
    La migracion y la variabilidad clonal a nivel individual puede sustituir la recombinación y variabilidad a nivel genética poblacional.
    Salu2

    ResponderEliminar
  3. Tienes razón, gracias por notarlo, en el mismo artículo lo explico, son las rotíferas, de manera individual, que se liberan del parásito (adaptación) y huyen a nuevos ambientes (migración) para poder librarse de ello. Las mutaciones que van acumulando actuarán a manera de variación clonal ya que no tienen reproducción sexual, las bdelloideas hijas son clones de la madre, pero que pueden haber adquirido algún tipo de variación en sus genes sin necesidad de la recombinación genética.

    Un saludo.

    ResponderEliminar

Por favor, se respetuoso con tus comentarios y críticas. Cualquier comentario ofensivo será eliminado.

LinkWithin

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...