31 mayo, 2011

La mosca de la fruta se beneficia de la promiscuidad de su pareja

Todo en la vida es una competencia, y las moscas de la fruta (Drosophila melanogaster) son las más conscientes de ello. En un estudio publicado hoy en PNAS, científicos del Departamento de Genética y Biología Molecular de la Universidad de Cornell, demostraron que los machos de la mosca de la fruta tienen la capacidad de adaptar la composición proteica de su semen para tomar ventaja de los efectos beneficiosos de una eyaculación previa hecha por otra mosca .

Imagen: Flickr @liewwk

La promiscuidad, en algunos casos, podría llegar a ser una buena estrategia evolutiva por parte de las hembras, ya que al tener muchas parejas sexuales, aumenta la competencia entre los espermatozoides de los diferentes machos que la copularon, incrementando así sus probabilidades de ser fertilizada y dejar una buena descendencia. Sin embargo, para el macho, la promiscuidad puede ser tanto una oportunidad como un problema.

Lo que pasa es que el semen no sólo carga los espermatozoides —los encargados de transportar el material genético del macho—, sino también porta unos factores que influyen en la fisiología y comportamiento post-copulatorio de la hembra. La promiscuidad sería una oportunidad para el macho cuando estos factores favorecen la movilidad de los espermatozoides, promueven el almacenamiento del esperma y bloquean la acción del sistema inmune para que no los mate; pero sería un problema cuando estos factores, además, inhibieran los deseos de la hembra de aparearse nuevamente.

Por muchos años, los científicos creían que los fluidos seminales de un macho podían incapacitar el esperma de los machos rivales, dándoles una gran ventaja competitiva. Se llevaron a cabo una serie de experimentos pero ninguno daba resultados concluyentes. Hasta que en el 2008, Luke Holman aisló los fluidos seminales de una D. melanogaster y usando moléculas fluorescentes observó el efecto que tenía sobre la viabilidad de  su propio esperma y sobre el esperma de un rival, demostrando que, en ambos casos, ésta viabilidad aumentaba considerablemente.

Por otro lado, en el año 2000 Chapman et al. identificaron una proteína del fluido seminal llamada Acp36DE, la cual estaba involucrada con el almacenamiento del esperma en el tracto reproductivo de la D. melanogaster hembra. Para demostrar esto, los investigadores usaron dos tipos de moscas de la fruta mutantes, las cuales sólo producían el fluido seminal sin los espermatozoides. Uno de los tipos expresaba la proteína Acp36DE y el otro tipo no. La descendencia de una D. melanogaster ♂ normal era mayor cuando la hembra había sido previamente fertilizada por la mosca mutante que sí expresaba la proteína Acp36DE.

Estos dos trabajos nos proveen de evidencias sustanciales para pensar que las moscas de la fruta aprovechan de la eyaculación de los rivales para beneficiar su propio esperma. Si este fuera el caso, la mosca rival ya no tendría la necesidad de producir estos factores beneficiosos y, más bien, usaría esa energía para producir más espermatozoides o generar más movilidad para aumentar sus chances de dejar más descendencia. En otras palabras, ¿la mosca de la fruta tendrá la capacidad de modificar los componentes de su esperma para explotar los beneficios dejados por la eyaculación previa de un rival? Es precisamente esto lo que Laura K. Sirot y sus colaboradores de la Universidad de Cornell trataron de demostrar.

En primer lugar, las moscas de la fruta ♂ saben si sus parejas son o no vírgenes (tienen esa habilidad que tal vez muchos quisieran tener), y se ha demostrado que cuando son vírgenes hacen mayores esfuerzos al momento de cotejarlas que cuando no lo son. Esto se debe a la acción de las feromonas.

En segundo lugar, existen dos factores presentes en el fluido seminal de las moscas de la fruta ♂: la ovulina y el péptido sexual. La ovulina está involucrada directamente con la fecundidad de la hembra ya que promueve la ovulación y su efecto dura hasta por 24 horas después del apareamiento. El péptido sexual mantiene la oogénesis pero inhibe la receptividad de las moscas hembra.

Los investigadores observaron que el efecto de la ovulina se daba sólo en las moscas vírgenes y no en las previamente fertilizadas. Es por esta razón que los machos rivales que se aparean después con la hembra, ya no producen la ovulina en su esperma (no tendría ningún sentido hacerlo, ya que la fecundidad seguirá siendo la misma). Sin embargo, los niveles del péptido sexual en el esperma se mantienen iguales tanto en los machos que se aparean con hembras vírgenes como con hembras que ya fueron fertilizadas previamente.

En otras palabras, los machos que se aparean después se aprovechan del efecto de la ovulina depositada por el primer macho que se apareó con la hembra virgen, permitiéndole reducir los costos energéticos del apareamiento y guardar las proteínas del fluido seminal para cuando verdaderamente lo requiera. Tal vez las hembras tengan un límite fisiológico que no les permite generar más huevos, así que sería en vano aumentar los niveles de ovulina si la cantidad de huevos seguirá siendo la misma. Por otro lado, las moscas tratan de asegurar su paternidad manteniendo constante los niveles del péptido sexual para así inhibir la receptividad de la hembra.

Los investigadores no han podido explicar como hace la mosca para reducir los niveles de expresión de una proteína de manera específica. Pero, sin dudas que esta estrategia de la mosca de la fruta es bastante compleja, de repente hay otros factores en el fluido seminal que también se ven afectados, de manera específica, cuando la mosca se aparea con una hembra virgen que con una hembra previamente fertilizada.


Referencia:

ResearchBlogging.orgSirot, L., Wolfner, M., & Wigby, S. (2011). Protein-specific manipulation of ejaculate composition in response to female mating status in Drosophila melanogaster Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.1100905108

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